HDAC8基因新突变的功能及其对Cornelia de Lange综合征患者骨形成的影响及其机制研究

The HDAC8 gene mutations have been reported to be associated with the occurrence of Cornelia de Lange syndrome (CdLS), but the molecular mechanism has not been elucidated. We recently adopted whole-exome sequencing and Sanger sequencing technologies to analyze genetic mutations in two CdLS patients from different families, and found that the two patients carried an unreported missense mutation (c.806T>G, p.I269R and c.113G>A, p.A38V) of HDAC8 gene, respectively. The prediction results based on bioinformatics software indicated that the two genetic mutations had pathogenicity. The result of functional study of HDAC8 c.806T>G mutation showed that the genetic mutation significantly reduced the enzymatic activity of HDAC8 protein. The project will continue to study the function of the other new mutation, and construct an induced pluripotent stem cell (iPSC) model of CdLS to explore the effect and influence mechanism of the genetic mutations on bone formation. The study will not only provide strong evidence for genetic diagnosis of the present patients, but also be helpful to elucidate the pathogenesis of CdLS, which provides a theoretical basis for the future treatment.

已有研究表明HDAC8基因突变与Cornelia de Lange综合征（CdLS）的发病有关，但其分子机制尚不清楚。课题组先前采用全外显子组测序和Sanger测序技术对两例来源于不同家系的CdLS患者进行基因检测，发现患者HDAC8基因分别存在一个未被报道的错义突变c.806T>G（p.I269R）和c.113G>A（p.A38V），生物信息学软件预测结果提示其具有致病性。针对HDAC8基因c.806T>G（p.I269R）突变的功能研究结果表明该突变能够显著降低HDAC8蛋白的酶活性。本课题将继续研究另一个新突变的功能，同时构建iPSC疾病模型，探索突变对CdLS患者骨形成的影响及其机制，这不仅能为患者的遗传学病因确诊提供有力证据，还有助于阐明CdLS的发病机制，为以后的治疗提供理论基础。

Cornelia de Lange综合征（CdLS）是一组罕见的累及多器官系统的临床及遗传异质性疾病。已有研究表明NIPBL、SMC1A、SMC3、RAD21和HDAC8基因突变与CdLS的发病有关。我们先前采用DNA测序技术对两个身材矮小的CdLS患者进行检测，发现患者HDAC8基因分别存在一个未被报道的错义突变c.806T>G（p.I269R）和c.113C>T（p.A38V），同时多个生物信息学软件预测结果提示其具有致病性。为了证实预测结果，我们进行了重组质粒构建、酶活性测定、CRISPR-Cas9等实验，发现HDAC8基因c.113C>T（p.A38V）突变对HDAC8的酶活性无影响；而c.806T>G（p.I269R）突变能使HDAC8的酶活性下降88.3%。虽然后续研究没有发现c.806T>G（p.I269R）突变能够影响骨的形成，但是我们通过生物信息学方法获得多个与CdLS有关的基因和信号通路。这些结果将有助于阐明CdLS的发病机制，为以后的治疗提供理论基础。此外，我们还发现4个与颅骨锁骨发育不良（CCD）有关的新致病变异以及RUNX2基因Gly223Val突变的功能。这些结果不仅丰富了CCD的致病变异谱，还有助于CCD的诊断和遗传咨询。另外，通过荟萃分析发现HULC基因上的rs7763881遗传多态与肝细胞癌、结直肠癌和食管癌的发病风险有关。这些结果将有助于个体肿瘤易感性的预测。