عنوان
پدید آورنده
موضوع
رده
کتابخانه
محل استقرار
۳۱۳۱پ
فارسی
شناسایی ژن عامل بیماری در 10 بیمار ایرانی مبتلا به اسپاستیک پاراپلاژی وراثتی (HSP) آتوزومی مغلوب، با به کارگیری تکنیک توالی یابی کل اگزوم (whole exome sequencing )
[پایان نامه]
Identification of causative genes in 10 Iranian patients affected to autosomal recessive hereditary spastic paraplegia (HSP) using whole exome sequencing
علوم بهزیستی و توانبخشیUniversity of Social Welfare and Rehabilitation Sciences
۱۳۹۸
کارشناسی ارشد
ژنتیک انسانی Human gentics
۱۳۹۸/۰۷/۲۸
اسپاستیک پارپلاژیای وراثتی (HSPs) یک گروه از بیماری¬های نورولوژیکی هستند که به لحاظ بالینی و ژنتیکی هتروژن هستند. بر اساس علایم بالینی، HSP می¬تواند به دو فرم تقسیم بندی -شود: فرم خالص، که عمدتا با اسپاستیسی لیمب¬های تحتانی همراه است و فرم پیچیده، که با علایم اضافی نورولوژیک و غیرنورولوژیک همراه است. تا به امروز حدود 80 لوکوس و 70 ژن برای HSP شناسایی شده است. روش¬های سنتی برای شناسایی ژن¬های HSP از نظر زمانی و هزینه مقرون به صرفه نبوده و از طرفی، علت ژنتیکی بسیاری از انواع HSP شناخته شده نیست. با پیشرفت تکنولوژی تعیین توالی نسل بعد، امکان پیدایش یک تشخیص مولکولی برای بسیاری از انواع HSP فراهم شده است. در این مطالعه، ما از تکنیک تعیین توالی کل اگزوم (WES) برای شناسایی علت ژنتیکی در 10 بیمار ایرانی مبتلا به HSP با وراثت آتوزوم مغلوب استفاده کرده¬ایم.مواد و روش¬ها: برای جمع آوری بیماران، در ابتدا با بیمارستان‌های حضرت رسول، شریعتی و فیروزگر هماهنگی صورت گرفت و این بیماران شناسایی و به ما ارجاع داده شدند. از پروباندها و تمام اعضای در دسترس خانواده‌ها خونگیری بعمل آمد. DNA با روش نمک اشباع استخراج گردید. برای تمام پروباندها بررسی WES انجام شد. داده‌ها، طی مراحل مختلف آنالیز و واریانت‌های کاندید، انتخاب گردید. برای واریانت¬های کاندید، پرایمر طراحی و واکنش زنجیره¬ای پلیمراز بهینهسازی شد. با استفاده از روش تعیین توالی سنگر، واریانت‌ها ابتدا در پروباند تایید و سپس در سایر اعضای خانواده بررسی شد.نتایج: در این مطالعه، از ۱۰ خانواده مورد بررسی، واریانت عامل بیماری در هشت خانواده مشخص گردید. واریانت‌های یافت شده، در دو ژن جدید (کاندید احتمالی) PRDM8 و DTX4 و پنج ژن شناخته شده‌ی SPG7، SPG11، GJC2، CAPN1 و CYP7B1 واقع بودند. از این میان، دو خانواده جهش در SPG7 و یک خانواده، جهش هتروزیگوس مرکب در SPG11 داشت. در دو خانواده، واریانت کاندید مناسب شناسایی نگردید.نتیجه¬گیری: با توجه به نتایج حاصل، به نظر می‌رسد این رویکرد، روشی مناسب برای شناسایی علت بیماری در این گروه از بیماران باشد. این نتایج مولکولی، گاهی می‌تواند به تشخیص بالینی بیماری نیز کمک کند، چرا که به دلیل همپوشانی علایم HSP با سایر بیماری‌های نورودجنراتیو، گاها تشخیص بالینی با اشتباه همراه می¬باشد.کلید واژه¬ها: اسپاستیک پارپلاژیای وراثتی، تعیین توالی اگزوم، ژن جدید، واریانت جدید، آتوزوم مغلوب
Introduction: Hereditary spastic paraplegia (HSPs) is a group of inherited neurodegenerative disorders characterized by progressive spasticity and weakness in lower limbs. The mode of inheritance in HSP can be autosomal-dominant, autosomal-recessive, X-linked, or mitochondrial. There is significant genetic heterogeneity in HSP, with at least 80 genes and 85 loci identified thus far. Whole exome sequencing (WES) has been used for gene discovery in HSP since 2011, resulting in a marked increase in the rate of novel disease-causing genes being identified. Despite the use of WES, genetic analysis has failed in finding of causative genes in ~45%-60% in the autosomal dominant-HSP and ~70% in the autosomal recessive-HSP (AR-HSP) groups, indicating that, the majority of HSP-genes have remained unknown. So, we investigated genetic causes of HSP among 10 Iranian AR-HSP families.Materials and Methods: DNAs were isolated from peripheral blood leukocytes of 10 unrelated Iranian families affected to AR-HSP. Exome sequencing was done on probands. Preliminary filtering of sequence variations was done to identify all (nonsynonymous, stopgain, stoploss, deletion, insertion, and splice sites) homozygous or heterozygous changes present in the probands. Subsequently, variations with a MAF>0.01 in public databases (1000Genomes, ExAc, ESP, GnomAD, Iranome, HEX, SISu and GME-Variome) were removed to find the disease-causing variations. Candidate variants were PCR amplified and sequenced by Sanger method subsequently checked in family members in order to co-segregation analysis.Results: This approach led us to identify the mutations in five known disease-causing genes including SPG11, SPG7, CAPN1, CYP7B1 and GJC2, and two novel candidate HSP genes PRDM8 and DTX4.Discussion: Here, we could find seven variants in the five known HSP-causing genes in six cases out of 10 probands (60%) and two novel HSP genes in the remaining ones using WES method. The research presented the powers of exome sequencing for facilitating gene discovery, and identification of causative genes for diseases such as spastic paraplegia, wherein extensive genetic heterogeneity are observed. Conclusions: The precise mechanisms underlying the HSPs are unknown and the rapid and affordable methods like next generation sequencing methods are useful for rapid acceleration of new genes discovery. Identification of novel genes and novel molecular pathways will greatly enhance our understanding of the cellular pathways that are critical for axonal health and our knowledge about pathogenesis of the disease.Keywords: Hereditary spastic paraplegia, HSP, Whole exome sequencing, WES, Novel genes
اسپاستیک پاراپلاژی وراثتی
Hereditary spastic paraplegia
علوی، آفاق
Alavi, Afagh
نجم آبادی، حسین
کهریزی، کیمیا
ایران
دانشگاه علوم توان بخشی و سلامت اجتماعی
20201226
D
TF
279226
a
Y
