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BMP4基因突变通过影响BMP/SMAD信号通路在遗传性血色病中的致病作用

作者:欧阳琴 等 日期:2024-06-08 浏览量:55

第十一届北京罕见病学术大会暨2023京津冀罕见病学术大会征文(110)

欧阳琴,李艳萌,徐安健,陈质斌,齐赛平,朱倩钰,周冬虎,

张蓓,武丽娜,段维佳,欧晓娟,黄坚,张伟,贾继东

首都医科大学附属北京友谊医院北京临床医学研究所

首都医科大学附属北京友谊医院肝病研究中心 

目的:遗传性血色病(hereditary hemochromatosisHH)是一种常染色体遗传病,可引起肝脏、胰腺、心肌等实质器官发生铁过载性沉积,引起脏器功能障碍。欧美国家血色病人群的主要致病基因突变为HFE p.C282Y纯合突变,但中国HH患者以非HFE基因突变为特征。然而,仍然有许多中国HH患者发生不明原因的原发性铁过载。通过全外显子组测序(WES)和Sanger测序,我们发现中国原发性铁超载患者存在BMP4 c.751C>T p.H251Yc.806G>Ap.R269Q突变(6.25%2/32),两种突变均位于BMP4基因的4号外显子上。BMP4是骨形态发生蛋白亚族的成员之一,能够调控铁调素(hepcidin)的表达。本研究主要探索BMP4 p.H251Yp.R269Q突变在中国遗传性血色病中的作用及其致病机制。

方法:通过Sanger测序法分析BMP4 p.H251YBMP4 p.R269Q突变频率,并采用外显子组测序检测携带BMP4 p.H251YBMP4 p.R269Q突变的HH患者伴随的其他铁代谢相关的可能致病基因突变。通过磁共振(MRI)或肝脏组织免疫组织化学染色检测BMP4 p.H251YBMP4 p.R269Q突变的血色病患者的铁过载情况。在体外实验中,我们通过构建BMP4 p.H251YBMP4 p.R269Q突变体以及采用BMP4 siRNAs,然后转染Huh7HepG2细胞,从而构建BMP4突变和BMP4敲减的细胞模型。采用Western blot和酶联免疫吸附试验(Elisa)检测细胞及培养上清液中BMP4hepcidin的表达,并分析BMP4突变和BMP4敲减对BMP/SMAD通路的调节情况。

结果:32例不明原因的原发性铁过载患者中,2例患者(6.25%2/32)BMP4基因的第4号外显子上分别存在BMP4 c.751C>Tp.H251Yc.806G>A p.R269Q杂合突变,同时我们在100例中国健康对照的人群中未发现这两种突变。两例BMP4突变患者的腹部MRI和肝脏组织Perls染色均显示存在肝脏铁超载。我们的体外实验结果显示,与BMP4野生型细胞相比,转染BMP4 p.H251Yp.R269Q突变载体的细胞中hepcidin水平和BMP/SMAD通路下调,而hepcidin负性调节因子BMPER表达上调。在BMP4敲减的细胞模型中,我们得到了一致的结果,由此证明,BMP4 p.H251Yp.R269Q突变降低了BMP4的功能,抑制了BMP/SMAD通路和hepcidin水平。

结论: BMP4 p.H251YBMP4 p.R269Q突变可能通过BMP/SMAD轴下调hepcidin水平,提示这两种突变可能是中国HH的潜在致病基因突变。