ABCA8无义突变在杵状指形成中的分子机制研究

Respiratory diseases，such as lung tumor, interstitial lung diseases，often go with clubbing.Our preliminary study have found that nonsense mutation in ABCA8 may be involved in the pathogenesis of clubbing, and prostaglandin E2 increased significantly in peripheral circulating blood in the patients with clubbing. Furthermore, the ABC transporter family (ABCA8 belonging to the family, related to lipid transport) have participated in the process of prostaglandin transportation.there is a need to ivestigate whether nonsense mutation in ABCA8 could influence the function of prostaglandin transporter and lead to a high level of PGE2 ,which could take apart in the pathogenesis of clubbed finger.This study will observe the whole exome sequencing, experiments in vitro cell, as well as the functional verification in the ABCA8 knockout mice in familial interstitial lung disease and lung tumor with clubbing，to investigate whether nonsense mutation in ABCA8 could result in clubbed finger.Completion of this study may represent a new therapeutic option in the prevention and treatment of the primary disease with clubbed finger.

呼吸系统疾病常常合并杵状指。我们的前期研究发现ABCA8无义突变可能参与了杵状指的形成，并且发现杵状指患者外周循环前列腺素 E2（PGE2）的水平都明显升高。有研究显示ABC转运体家族（ABCA8隶属其亚家族，其与脂质转运有关）参与了前列腺素的转运，但ABCA8无义突变是否通过影响前列腺素转运体的功能而引起细胞外PGE2水平的升高而导致杵状指的发病，还有待于进一步求证。本研究拟通过对呼吸系统疾病中常见的肺间质疾病合并杵状指家系及肺部肿瘤合并杵状指散发病例等进行已知突变基因筛查、基因全外显子测序、体外细胞实验、以及ABCA8基因敲除小鼠功能验证等方法，进一步研究ABCA8与杵状指的关系，从而为研究杵状指发生机制的新理论以及引起杵状指原发疾病的诊疗新思路提供指导。

项目背景：杵状指是一些严重心肺疾病如肺癌、肺间质疾病的早期征象或严重程度的提示，其形成机制至今不明。 本课题组采用全外显子测序技术对杵状指家系进行基因分析。前期研究中我们使用该技术检测1例先天性心脏病合并杵状指的家系，发现了一个有意义的突变ABCA8（W268*），我们结合文献和相关研究推测ABCA8无义突变可能引起前列腺素E2 这一脂质物质的转运体功能障碍，导致前列腺素水平升高，末端循环含量过高的前列腺素 E2通过刺激毛细血管扩张和增生，进而造成杵状指的形成。.研究内容：通过对呼吸系统疾病中常见疾病合并杵状指家系进行已知突变基因筛查、全外显子测序、体外细胞实验、以及ABCA8 基因敲除小鼠功能验证等方法，进一步研究ABCA8 与杵状指的关系。.主要结果：项目组纳入了一例特发性肺纤维化合并杵状指患者，一名罕见原发肥厚性骨关节病典型病例和6个近亲结婚原发型纤毛运动障碍合并杵状指家系，进行基因测序后，发现了新的SLCO2A1的复合杂合突变和4个新的致病纯合突变，分别位于ARMC4、CCNO、DYX1C1、DNAI1基因上。动物实验中，我们发现ABCA8-KO小鼠呈现多种脂质代谢失调，正常饮食的ABCA8-KO小鼠肝脏磷脂酰胆碱（PC）和鞘磷脂（SM）表达显著上调，而磷脂酰乙醇胺（PE）和磷脂酰甘油（PG）的表达下调。而胆固醇饮食下，ABCA8-KO小鼠的肝肾组织脂肪变性显著，肝脏磷脂酰胆碱（PC）、磷脂酰丝氨酸（PS）、磷脂酰肌醇（PI）、心磷脂（CL）和鞘磷脂（SM）表达显著上调，而溶血脑磷脂（LPE）和神经酰胺（Cer）的表达下调，显示ABCA8在脂质代谢中有着重要的作用。.科学意义：本课题研究扩大了SLCO2A1、ARMC4、CCNO、DYX1C1以及DNAI1基因致病突变位点库，同时为上述家系患者的遗传诊断及家系遗传咨询提供了非常重要的作用，拓宽了杵状指患者的基因突变谱，及新发突变对应相应表型关系，为研究杵状指发生机制和诊疗新思路提供指导。同时体内试验初步发现ABCA8与脂质代谢密切相关，我们将进一步研究其具体调节机制。