台湾遗传性运动感觉神经病变的分子基因遗传研究.PDF

台灣遺傳性運動感覺神經病變的分子基因遺傳研究 李宜中 台北榮民總醫院 神經內科 陽明大學 神經學科 遺傳性運動感覺神經病變，又稱做Charcot-Marie-Tooth disease (CMT) ，是最常 見的遺傳性周邊神經病變，其臨床症狀包括漸進性肢體遠端肌肉萎縮無力、腳 掌形變、遠端感覺喪失及肌腱反應下降。CMT 可進一步可藉由遺傳的型式、發 病的年齡、以及電生理和病理的特徵來做初步的分類；在台灣最常見的是第一 型CMT (CMT1) ，也就是在兒童期或之後發病的體顯性遺傳的脫髓鞘型神經病 變；而第二型CMT (CMT2)是體顯性或隱性遺傳的軸索病變型CMT 。目前已有 超過70 種的CMT 致病基因被發現，但仍有約有 10%的CMT1 及60%的CMT2 病人的致病突變不明。 我們近年來在約300 個台灣CMT 家系中進行超過二十種已知致病基因突 變的篩檢。我們同時也運用全外顯子定序 (Whole exome sequencing) 的技術發 現證明GNB4 為一新型顯性中間型CMT (Dominant Intermediate CMT; DI-CMT) 的致病基因 ，而TFG 基因突變會導致典型的CMT2 。 GNB4 基因是用來製造G-protein β4 subunit (Gβ4) ，其為細胞中G-protein 訊 息傳導系統中的核心成員之一。 我們發現了兩個CMT 病患家族分別帶有 GNB4 p.G53D 及p.K89E 突變。 運用免疫螢光組織染色法，我們發現病人腓神 經中的axons 與Schwann cells 內都含有豐富的Gβ4 蛋白。我們同時也運用細胞 模式證明突變的Gβ4 G53D 與Gβ4 K89E 會使Gβ4 相關的G-protein 訊息傳導路 徑發生障礙。 而由G 蛋白晶體立體結構模型可推測此二GNB4 基因突變發生 在Gα 與Gβ4 的交界面上，因而可能會影響Gβ4 與各種Gα 的相互作用。 我們 的研究首度揭露了Gβ4 相關的細胞訊息傳導系統在周邊神經系統功能運作上的 重要性。 TFG 基因的突變首先是由日本學者在2012 年8 月所報導。 他們在四個 CMT 的HMSN-P 亞型 (hereditary motor and sensory neuropathy with proximal dominant involvement) 家系中發現p.P285L 顯性突變。 HMSN-P 的臨床表現與 典型CMT 最大不同之處在於病患的肌肉萎縮無力的部位在肢體的近端，而非 一般CMT 以遠端肌肉萎縮無力為主的特徵。 TFG 蛋白被發現廣泛存在於人類 細胞中的內質網出口(endoplasmic reticulum exit sites) ，它會形成oligomer ，它的 功能是幫助在內質網內合成的蛋白質分泌出內質網。 我們在一個龐大典型 CMT2 家系中發現了TFG p.G269V 突變，功能性分析顯示此突變會使在細胞內 的TFG 蛋白容易形成聚集而使能自由發揮作用的TFG 分子數量減少。 如果壓 抑細胞內TFG 蛋白質的生成會減損細胞內蛋白質分泌功能；而這缺損可被增加 正常型TFG 蛋白表現來矯正，而無法以增加突變型TFG 蛋白表現來矯正。 此 研究首度發現證明TFG 的基因突變為典型CMT2 之致病基因 。