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为探究 PPP5C 基因致病性变异与发育性癫痫性脑病(DEE)的关联,研究人员对一名患癫痫和学习障碍的 12 岁女孩开展研究。发现其携带 PPP5C 基因新的杂合错义变异(c.202 C>T: p.Arg68Cys),这扩展了 PPP5C 变异相关表型谱,为研究相关神经疾病提供新视角。
在生命科学的神秘世界里,基因与疾病的关系一直是科学家们不懈探索的宝藏领域。发育性癫痫性脑病(DEE, Developmental and epileptic encephalopathy)作为一类严重影响儿童神经发育的疾病,其背后的致病机制犹如一团迷雾,亟待揭开。目前,虽然已经发现约 900 个基因与 DEE 有关,但仍有许多谜题未解开。其中,PPP5C(Protein Phosphatase 5 Catalytic Subunit,蛋白质磷酸酶 5 催化亚基)基因与 DEE 之间的联系尚不明确,尽管已有研究暗示它们之间可能存在关联,但该基因致病性变异的临床意义依旧模糊不清。这不仅阻碍了对 DEE 发病机制的深入理解,也给相关疾病的诊断和治疗带来了挑战。在这样的背景下,来自意大利多所机构(包括 University of Ferrara、Azienda Ospedaliero-Universitaria Policlinico “Rodolico-San Marco”、University of Catania、Oasi Research Institute-IRCCS 等)的研究人员,踏上了探索 PPP5C 基因与 DEE 关系的征程,他们的研究成果发表在《Molecular and Cellular Pediatrics》杂志上。
研究人员开展的这项研究,主要聚焦于一名 12 岁患有癫痫和学习障碍的女孩。他们采用的关键技术方法包括:首先进行家族 trio-Whole Exome Sequencing(trio-WES,家系 trio 全外显子测序),从受影响的孩子及其健康父母的外周血样本中提取 DNA 进行测序分析;然后利用多种生物信息学工具,如 GATK v.4.3、GEMINI v0.19.1、Variant Effect Predictor(VEP,变异效应预测器)等对测序数据进行过滤和注释;还运用了蛋白质结构分析工具,如通过 Uniprot 数据库和 RCSB Protein DataBase(PDB,蛋白质数据库)探究基因变异对蛋白质的影响。
研究结果如下:
- 患者临床特征:女孩为非近亲父母的第三个孩子,出生时体重正常但有围产期窒息史,婴儿期发育里程碑正常。5 岁时因惊厥性癫痫持续状态和呼吸衰竭入院,脑电图(EEG, Electroencephalography)显示典型的全身性癫痫特征,脑部磁共振成像(MRI, Magnetic Resonance Imaging)显示有先天性慢性缺氧后遗症迹象。8 岁时被诊断出学习障碍(包括阅读障碍、计算障碍和书写障碍),12 岁时智商(IQ)为 70,存在工作记忆、处理速度和精细运动协调方面的缺陷。
- 基因检测结果:通过 trio-WES 分析,发现女孩携带 PPP5C 基因的一个杂合、新发错义变异(NM_006247.4: c.202 C>T: p.Arg68Cys)。该变异经多种预测工具分析,被判定为可能致病,它会影响蛋白质稳定性,破坏 α 螺旋结构,进而影响 TPR 结构域的功能。
研究结论和讨论部分指出,该研究发现了 PPP5C 基因新的变异,且与女孩的癫痫和学习障碍相关,这扩展了 PPP5C 变异相关的表型谱。虽然目前还无法确定 PPP5C 基因致病性变异与特定临床表型之间的确切关联,但该研究为理解 PPP5C 基因在神经发育障碍中的潜在作用提供了重要线索。此外,之前研究中存在双诊断的情况,使得直接临床比较存在困难,且本研究缺乏体内和体外功能分析。未来需要进一步研究其他未被识别的病例,以明确 PPP5C 基因在癫痫和神经发育障碍中的作用,这对于相关疾病的诊断、治疗和研究具有重要意义。