RILPL1为眼咽远端肌病新致病基因

2月10日，北京大学第一医院神经内科王朝霞、邓健文和袁云课题组与山东大学齐鲁医院焉传祝课题组合作在《The American Journal of Human Genetics》发表题为《The CGG repeat expansion in RILPL1 is associated with oculopharyngodistalmyopathy type 4》的研究成果，发现并鉴定了OPDM的又一个新致病基因——RILPL1，提出眼咽远端型肌病（Oculopharyngodistal myopathy，OPDM)可能是一类新的“polyG疾病”。

北京大学第一医院神经内科王朝霞教授、邓健文副研究员和山东大学齐鲁医院焉传祝教授为论文共同通讯作者，北京大学第一医院博士研究生于佳希、山东大学齐鲁医院主治医师单晶莉为共同第一作者。

该研究通过与北京希望组公司合作，利用长读长全基因组测序（Long-read whole genome sequencing，LRS）技术，发现RILPL1基因，该基因5’UTR区域CGG异常重复扩增通过产生高GC毒性RNA和多聚甘氨酸（polyGlycine，polyG）毒性多肽介导肌细胞退化变性，导致眼咽远端肌病发病，因此鉴定其为OPDM的又一个新致病基因；结合前期研究结果，课题组提出，OPDM可能是一类新的“polyG疾病”。

眼咽远端型肌病（Oculopharyngodistal myopathy，OPDM）是一种罕见的遗传性神经肌肉病。该病典型的临床表现为成年发病、缓慢进展性的上睑下垂、眼外肌麻痹、面部肌肉力弱、饮水呛咳、吞咽困难以及肢体远端为主的肌无力。寻找OPDM的致病基因对该病的精准诊断、治疗和发病机制的研究具有重要意义。本课题组是目前国际上研究OPDM病因和发病机制的主要团队之一，前期发现了两个OPDM的致病基因，分别为GIPC1基因和NOTCH2NLC基因的5’UTR区域CGG重复异常扩增，但仍有部分OPDM患者致病基因未明。

为探索未明致病基因，课题组再次利用长读长全基因组测序（Long-read whole genome sequencing，LRS）技术对1个家系的2例OPDM患者及1例散发患者进行测序。鉴于既往研究发现的三个致病基因均为5’UTR区域CGG重复扩增突变，课题组将CGG异常重复扩增基因作为分析重点，发现RILPL1基因5’UTR区域CGG重复扩增是OPDM新的致病突变。

通过三代测序发现RILPL1基因5’UTR区域CGG重复扩增是OPDM新的致病突变

课题组通过RP-PCR技术对纳入研究的51个OPDM家系先证者进行基因检测，发现21.6%（11/51）的OPDM患者携带RILPL1基因的突变。随后课题组利用AL-PCR技术检测CGG重复的大小，发现RILPL1基因突变的OPDM患者CGG重复次数范围为139-197次；而正常对照的重复次数范围为9-16次。因此鉴定出，之前经三代测序发现的RILPL1是OPDM的新致病基因。

结合此前研究成果，课题组明确了中国OPDM队列的CGG重复扩增相关致病基因的构成：LRP12、GIPC1、NOTCH2NLC和RILPL1各占3.9%、37.3%、13.7%和21.6%，尚有23.5%OPDM患者致病基因未明。并将此基因突变导致的OPDM命名为OPDM4型。

通过RP-PCR技术和AL-PCR技术验证OPDM患者存在RILPL1基因5’UTR区域CGG重复扩增，计算重复次数

在提示和验证新型致病基因的同时，课题组对OPDM的发病机制作了研究，发现基因层面的CGG重复扩增可能与致病有关。

课题组通过ONT PromethION分析CGG重复序列甲基化水平，发现RILPL1基因的5’UTR区域甲基化水平在OPDM4型患者中没有显著改变。对OPDM4型患者肌肉活检标本的免疫荧光表明，polyG与p62共定位于核内包涵体中，提示异常扩增的CGG重复序列可能被翻译成多聚甘氨酸（polyGlycine，polyG）毒性多肽，参与OPDM的发病。对OPDM4型患者肌肉活检标本的RNA原位杂交和免疫荧光表明，高GC毒性RNA功能获得机制也参与了OPDM4的发病。有趣的是，已发现所有四种类型的OPDM都与位于特定基因5'UTR的CGG重复扩增有关。提示所有OPDM患者可能都由CGG重复扩增引起的共同机制致病，OPDM可能是一类新的“polyG疾病”。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.ajhg.2022.01.012

图   文：神经内科

编   辑：党院办

北京大学第一医院