Choroba Charcota-Marie-Tootha typu 2D jest dziedziczną neuropatią aksonalną i związaną z syntetazą glicylo-tRNA (GARS). (GARS), która jest spowodowana mutacją w GARS. Tutaj opisujemy nowy mysi model neuropatii związanej z GARS, wykorzystujący system wektorów adenowirusowych system wektorów adenowirusowych, który zawiera promotor specyficzny dla neuronów. W tym W tym modelu odkryliśmy, że GARS typu dzikiego jest dystrybuowany do aksonów obwodowych, zwojów korzenia grzbietowego (DRG). ciała komórkowe zwojów korzeni grzbietowych (DRG), centralne zakończenia aksonów i ciała komórkowe neuronów ruchowych. ciała. W przeciwieństwie do tego, GARS zawierający mutację G240R był zlokalizowany w ciałach komórkowych DRG i ciałach komórek neuronów ruchowych, ale nie w obszarach aksonalnych in vivo. Zatem nasze dane sugerują, że mutacja G240R powodująca chorobę może skutkować dystrybucją GARS w nerwach obwodowych in vivo. Co więcej, defekt dystrybucji może być związana z degradacją aksonalną w neuropatiach związanych z GARS. neuropatiach związanych z GARS. --- Choroba Charcota-Marie-Tootha typu 2D (CMT2D) jest dziedziczoną autosomalnie dominująco aksonalną neuropatią obwodową. aksonalna neuropatia obwodowa charakteryzująca się upośledzeniem funkcji motorycznych i czuciowych w kończyn dystalnych. Mutacje w genie syntetazy glicylo-tRNA (GARS) powodują CMT2D. GARS jest członkiem rodziny syntetazy aminoacylo-tRNA (ARS) o wszechobecnej ekspresji. (ARS) i jest odpowiedzialna za ładowanie tRNA glicyną. Do do tej pory zidentyfikowano 13 mutacji GARS u pacjentów z chorobą CMT. Podczas gdy badania funkcjonalne ujawniły cechy utraty funkcji, tylko cztery mutacje mutacje GARS zostały dokładnie zbadane. Tutaj przedstawiamy funkcjonalną ocenę dziewięciu mutacji GARS związanych z CMT w ładowaniu tRNA, drożdżach drożdży i testach lokalizacji subkomórkowej. Nasze wyniki pokazują że upośledzona funkcja jest wspólną cechą mutacji GARS związanych z CMT. związanych z CMT. Dodatkowo, jedna mutacja wcześniej związana z chorobą CMT (p.Ser581Leu) nie wykazuje upośledzonej funkcji, została zidentyfikowana w populacji w populacji ogólnej i nie segregowała z chorobą w dwóch nowo zidentyfikowanych rodzinach rodzinach z chorobą CMT. Dlatego proponujemy, aby ten wariant nie był mutacją mutacją powodującą chorobę. Łącznie nasze dane wskazują, że upośledzona funkcja jest kluczowym składnikiem choroby CMT, w której pośredniczy GARS, i podkreślają potrzebę starannej oceny genetycznej i funkcjonalnej przed przypisaniem wariantu do początku choroby. --- TŁO: Syntetaza glicylo-tRNA (GARS) jest syntetazą aminoacylo-tRNA (ARS), która łączy aminokwas glicynę z odpowiadającym mu tRNA. która łączy aminokwas glicynę z odpowiadającym mu tRNA przed translacją białka i jest jedną z trzech dwufunkcyjnych ARS, które są aktywne zarówno w cytoplazmie, jak i mitochondriach. cytoplazmie i mitochondriach. Dominujące mutacje w GARS powodują rzadkie formy Charcota-Marie-Tootha i dystalny rdzeniowy zanik mięśni. PREZENTACJA PRZYPADKU: Opisujemy 12-letnią dziewczynkę, u której stwierdzono kliniczne i biochemiczne cechy i biochemicznymi cechami ogólnoustrojowej choroby mitochondrialnej, w tym bóle mięśni wywołane wysiłkiem fizycznym, kardiomiopatię rozstrzeniową, utrzymujące się podwyższenie stężenia mleczanu mleczanu i alaniny we krwi oraz dowody MRI łagodnej leukomalacji okołokomorowej. Za pomocą sekwencjonowania egzomu stwierdzono u niej złożone heterozygotyczne mutacje w obrębie genu syntetazy glicylo-tRNA (GARS); c.1904C > T; p.Ser635Leu i c.1787G > A; p.Arg596Gln. Każda mutacja wystąpiła w wysoce konserwatywnym miejscu w obrębie domeny wiążącej antykodon. WNIOSEK: Nasze odkrycia sugerują, że recesywne mutacje w GARS mogą powodować ogólnoustrojową chorobę mitochondrialną. Ten fenotyp różni się od pacjentów z wcześniej zgłaszane dominujące mutacje w tym genie, rozszerzając w ten sposób spektrum chorób związanych z dysregulacją GARS. --- Syntetaza glicylo-tRNA (GARS), która koduje enzym odpowiedzialny za ładowanie tRNA(Gly) glicyną zarówno w cytoplazmie, jak i mitochondriach, jest związana z Choroba Charcota-Marie-Tootha 2D (CMT2D) i dystalna dziedziczna neuropatia ruchowa typu V (dHMN-V) typu V (dHMN-V). Przeprowadziliśmy sekwencjonowanie całego egzomu (WES), aby zidentyfikować defektów genetycznych w dwóch rodzinach dHMN. WES ujawniło kilkadziesiąt niesynonimicznych wariantów w genach CMT i syntetazy aminoacylo-tRNA. Późniejsze sekwencjonowanie sekwencjonowanie kapilarne członków rodziny i grupy kontrolnej ujawniło dwie nowe mutacje przyczynowe, c.598G>A (D200N) i c.794C>T (S265F), w genie GARS w każdej rodzinie dHMN. Obie mutacje współwystępowały z osobami dotkniętymi w każdej rodzinie i nie stwierdzono ich u 200 osób z grupy kontrolnej. Miejsca mutacji były dobrze zachowane między różnymi gatunkami, a analiza in silico przewidywała, że obie mutacje mogą wpływać na funkcję białka. Dlatego uważamy, że że te dwie nowe mutacje GARS są podstawowymi przyczynami fenotypu dHMN. fenotypu. --- Spośród wielu dziedzicznych neuropatii obwodowych Charcota-Marie-Tootha, typ 2D (CMT2D) jest spowodowana dominującymi mutacjami punktowymi w genie GARS, kodującym syntetazę glicylo-tRNA (GlyRS). tRNA (GlyRS). Tutaj opisujemy dominującą mutację w Gars, która powoduje neuropatię u myszy. neuropatię u myszy. Co ważne, dotyczy to zarówno aksonów czuciowych, jak i ruchowych, a dominujący fenotyp nie jest spowodowany utratą aminoacylacji GlyRS funkcji. Zmutowane myszy mają nieprawidłową morfologię połączeń nerwowo-mięśniowych i upośledzoną transmisję, zmniejszoną prędkość przewodzenia nerwowego i utratę aksonów obwodowych o dużej średnicy, bez defektów mielinizacji. Zmutowany enzym GlyRS zachowuje aktywność aminoacylacji, a allel utraty funkcji, wygenerowany przez wstawienie pułapki genowej, nie wykazuje dominującego fenotypu u myszy. Te wyniki wskazują, że fenotyp CMT2D nie jest spowodowany zmniejszeniem aktywności kanonicznego kanonicznej aktywności GlyRS i niedoborów w syntezie białek, ale zamiast tego przez nowe patogenne role zmutowanego GlyRS, które specyficznie wpływają na neurony obwodowe. --- Mutacje w enzymie syntetazy glicylo-tRNA (GARS) powodują ruchową i czuciową utratę aksonów w obwodowym układzie nerwowym u ludzi. i czuciową utratę aksonów w obwodowym układzie nerwowym u ludzi, opisywaną klinicznie jako Charcot-Marie-Tooth typu 2D lub dystalny rdzeniowy zanik mięśni typu V. Tutaj scharakteryzować nowego mutanta myszy, Gars(C201R), z mutacją punktową, która prowadzi do niekonserwatywnego podstawienia do niekonserwatywnej substytucji w obrębie GARS. Heterozygotyczne myszy z tłem genetycznym C3H mają utratę siły chwytu, zmniejszoną elastyczność ruchową i zaburzenie precyzyjnej kontroli motorycznej; ten stosunkowo łagodny fenotyp jest poważniejszy na tle C57BL/6. Homozygotyczne mutanty mają wysoce szkodliwy zestaw cech, w tym cech, w tym trudności w poruszaniu się i śmierć przed odstawieniem od piersi. Zwierzęta heterozygotyczne mają zmniejszoną średnicę aksonów w nerwach obwodowych, spowolnienie przewodnictwa nerwowego i zmiany w przewodnictwie nerwowym. spowolnienie przewodnictwa nerwowego i zmiany w cyklu regeneracji mielinowanych aksonów, a także wady unerwienia. a także wady unerwienia. Ocena poziomów GARS wykazała zwiększone stężenie białka u 15-dniowych myszy w porównaniu z grupą kontrolną; jednak wzrost ten nie był obserwowany u 3-miesięcznych zwierząt, co wskazuje, że funkcja GARS może być bardziej istotna u młodszych zwierząt. młodszych zwierząt. Stwierdziliśmy, że aktywność enzymu nie była wykrywalnie zmniejszona u heterozygot w żadnym wieku. heterozygotach w każdym wieku, ale była znacznie zmniejszona u myszy homozygotycznych w porównaniu do kontroli. z grupą kontrolną; w związku z tym zwierzęta homozygotyczne mogą cierpieć na częściową utratę funkcji. funkcji. Opisana tutaj mutacja Gars(C201R) jest wkładem w nasze zrozumienie mechanizmu zrozumienie mechanizmu, za pomocą którego mutacje w syntetazach tRNA, które są fundamentalnie ważnymi, wszechobecnie wyrażanymi enzymami, powodują aksonopatię w określonych specyficznych zestawach neuronów.
Czy gen syntetazy glicylo-tRNA jest zaangażowany w rozwój choroby Charcota-Marie-Tootha?
Dominujące mutacje w GARS, kodującym niezbędny enzym syntetazy glicylo-tRNA (GlyRS), powodują postać choroby Charcota-Marie-Tootha typu 2D (CMT2D), charakteryzującą się głównie zwyrodnieniem dolnych nerwów ruchowych.