两篇Nature Genetics聚焦神经元核内包涵体病
近日，两个研究团队利用不同的测序方法来揭示NIID患者基因组内的重复扩增。这些成果于本周发表在《Nature Genetics》杂志上。
神经元核内包涵体病（neuronal intranuclear inclusion
disease，NIID）是一种罕见的神经退行性疾病，以中枢和周围神经系统内的嗜酸性透明包涵体为特征。这种疾病的临床症状多变，无特异性，使得医生难以诊断。
近日，两个研究团队利用不同的测序方法来揭示NIID患者基因组内的重复扩增。这些成果于本周发表在《Nature Genetics》杂志上。6月，湘雅医院的唐北沙教授和沈璐教授团队也在《American Journal of Human Genetics》上报道了NIID的重复扩增。
湘雅的团队首次揭示了神经元核内包涵体病致病机制与NOTCH2NLC基因中GGC异常重复扩增相关，并且提出了“NIID相关疾病”（NIID related disorders）这一新概念。他们指出该组疾病由NOTCH2NLC基因GGC异常扩增所致，临床上可能并不罕见，在某些常见神经退行性疾病如阿尔茨海默病、帕金森综合征患者中同样存在。
在两项新研究中，一个团队利用长读长测序，另一个团队利用短读长测序，来寻找NOTCH2NLC基因附近的扩增。其中一个团队在症状相似的其他罕见疾病中也发现了重复扩增，这表明重复扩增在人类疾病中的作用比我们想象中更大。
东京大学医学部附属医院的助理教授Hiroyuki Ishiura说：“由于引起这些疾病的突变非常相似，故所有患者未来可能从相同疗法中受益。”他是其中一篇文章的第一作者。
第一项研究由名古屋大学医学研究所院的Gen Sobue教授领导。研究人员对一个NIID大家族进行全基因组测序，这个家族中有多人患有NIID。通过连锁分析，他们将两个基因组区域（1p36.31– p36.22处的3.5 Mb区域和1p22.1–q21.3处的58.1 Mb区域）与疾病相关联，但无法鉴定出致病性的SNP或CNV。
之后，他们又利用PacBio的SMRT长读长测序技术，对来自8个家庭的13名患病个体和4名对照个体进行测序，发现所有患病个体在一个基因组区域出现GGC重复扩增。
这种GGC重复扩增落在NOTCH2NLC基因的5’UTR附近。NOTCH2NLC是与NOTCH2相关的三个人类特异性基因之一，在放射状胶质细胞群体中高度表达。重复扩增不出现在其他家庭成员或对照个体中。
此外，研究人员又利用重复引物PCR技术（RP-PCR）来分析9个无亲缘关系的家庭，发现所有患病的家庭成员都存在重复扩增，而497个对照中的496个没有。他们检测的所有40个散发病例也存在扩增。
在另一项研究中，东京大学医学部附属医院的Ishiura及其同事同样检测了家族性NIID、散发性NIID及对照中的串联重复。不过，他们不是使用连锁分析和长读长测序方法，而是利用短读长测序和Trhist工具的组合，生成含有串联重复的短片段直方图。
利用这种方法，他们分析了来自四个不同家庭的四名患者的基因组，以搜索含有CGG重复扩增的短片段。他们也将这种重复扩增定位到NOTCH2NLC基因的5’ UTR区域，并通过RP-PCR和Southern blotting证实其存在于NIID患者中，而不存在于对照中。
Ishiura及其同事还利用同样的方法来寻找其他相关疾病的重复扩增，包括伴有脑白质病变的眼咽病（OPML）、眼咽远端型肌病（OPDM）和眼咽肌营养不良症（OPMD）。
对于伴有脑白质病变的眼咽病，他们在LOC642361/NUTM2B-AS1的非编码区域发现了CGG重复扩增。对于眼咽远端型肌病，他们在LRP12的5’ UTR也发现了CGG重复扩增，此基因编码低密度脂蛋白相关蛋白12。最后，他们在眼咽肌营养不良症患者的PABPN1编码区发现了GCG重复扩增。
研究人员指出，这些结果表明，重复扩增对其他神经系统疾病而言可能也很重要，并且许多重复片段是相似的，这说明单一种疗法就能应对多种疾病。（生物通 薄荷）
参考文献：
Long-read sequencing identifies GGC repeat expansions in NOTCH2NLC associated with neuronal intranuclear inclusion disease
Nature Genetics (2019) Published: 22 July 2019
Noncoding CGG repeat expansions in neuronal intranuclear inclusion disease, oculopharyngodistal myopathy and an overlapping disease
Nature Genetics (2019) Published: 22 July 2019