عنوان

شناسایی واریانت‌های تک نوکلئوتیدی (SNVs) و تنوع تعداد کپی‌ها (CNVs) در یازده خانواده‌ی ایرانی مبتلا به اسپاستیک ‌پاراپلژی ‌توارثی (HSP) با استفاده از تکنیک توالی‌یابی کل اگزوم (WES)

شماره

۳۶۹۶پ

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

فارسی

عنوان اصلي

شناسایی واریانت‌های تک نوکلئوتیدی (SNVs) و تنوع تعداد کپی‌ها (CNVs) در یازده خانواده‌ی ایرانی مبتلا به اسپاستیک ‌پاراپلژی ‌توارثی (HSP) با استفاده از تکنیک توالی‌یابی کل اگزوم (WES)

نام عام مواد

[پایان نامه]

عنوان اصلي به زبان ديگر

Identification of single nucleotide variants (SNVs) and copy-number variations (CNVs) in 11 Iranian families affected to hereditary spastic paraplegia (HSP) using whole exome sequencing (WES)

نام نخستين پديدآور

زهرا صدر

نام ناشر، پخش کننده و غيره

علوم توان بخشی و سلامت اجتماعیUniversity of Social Walfare and Rehabilitation

تاریخ نشرو بخش و غیره

۱۴۰۲

نام خاص و کميت اثر

۱۹۵ص.

متن يادداشت

پیوست

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

20

نظم درجات

6

زمان اعطا مدرک

۱۴۰۲/۱۰/۲۵

متن يادداشت

مقدمه: اسپاستیک پاراپلژی توارثی (HSP) به عنوان یک گروه بزرگ از اختلالات عصبی ارثی در نظر گرفته می‌شود. تحلیل آکسون‌ها در مسیر کورتیکواسپاینال مشخصه‌ی اصلی این بیماری می‌باشد که منجر به اسپاسم عضلانی و ضعف پیشرونده در اندام‌های تحتانی می‌شود. بیماری HSP با توجه به فنوتیپ بالینی، به اشکال خالص و پیچیده طبقه‌بندی می‌شود. بیماران در فرم خالص بیماری، اختلال عملکرد پیرامیدال را نشان می‌دهند و فرم پیچیده، شامل مواردی است که در آن‌ها فنوتیپ اسپاستیک پاراپلژی با سایر علائم عصبی یا غیرعصبی همراه است. تاکنون بیش از ۸۵ لوکوس ژنی با این بیماری همراهی نشان داده‌اند که در این بین، بیش از ۷5 ژن در ارتباط با این بیماری شناسایی شده‌ است. هتروژنیتی بالای این بیماری، شناسایی ژن‌های عامل بیماری در خانواده‎هایِ مبتلا را دشوار کرده است. به همین دلیل، با وجود پیشرفت تکنولوژیِ توالی‎یابی نسل جدید در تشخیص ژنتیکی بیماران، درصد قابل توجهی از مبتلایان به HSP (حدود ۵۰%) بدون تشخیص ژنتیکی مانده‌اند و یا جهش در ژن‌های شناخته‌شده ندارند. هدف این پروژه، شناسایی ژن‌های بیماری HSP و واریانت‌های پاتوژن مرتبط با این فنوتیپ در یازده خانواده‌ی مبتلا می‌باشد. روش‎ها: در این مطالعه، با استفاده از تکنیک توالی‎یابی کل اگزوم (WES) و روش‌های مبتنی بر آن، به شناسایی واریانت‎های پاتوژن احتمالی از نوع واریانت‌های تک نوکلئوتیدی/تنوع تعداد کپی‌ها پرداختیم. برای 14 بیمار از 11 خانواده، توالی‌یابی کل اگزوم با استفاده از پلتفرم Illumina HiSeq 4000 انجام شد. تفسیر و آنالیز داده‎ها با استفاده از ابزارهای بیوانفورماتیکی صورت گرفت و آنالیز co-segregation جهت تایید واریانت‎های کاندیدشده انجام شد.نتایج: در مجموع واریانت‌های عامل بیماری در 8 خانواده و 9 ژن شناسایی و تایید گردید که عبارتند از: CAPN1(NM_005186;c.G462A:p.Trp154*)، NMNAT1(NM_022787;c.G769A:p.Glu257Lys)، CYP2U1(NM_183075;c.A947T:p.Asp316Val)، COQ7(NM_016138.5;c.T332C:p.Leu111Pro)، SPG11(NM_025137;c.1471_1472del:p.Leu491Aspfs*65)، SPAST(NM_014946;c.G1220A:p.Ser407Asn)، ELP2(NM_018255;c.A2111G:p.Asp704Gly)، ERLIN2(NM_007175;c.G550A:p.Glu184Lys)، MFN2(NM_014874;c.G1403A:p.Arg468His)در میان این ژن‌ها، واریانت ژن NMNAT1 برای نخستین بار است که در ارتباط با بیماری HSP و جهش در ژن COQ7، سومین بار است که با فنوتیپ HSP یا شبه HSP گزارش می‌گردد. نتیجه‌گیری: در این مطالعه، WES منجر به تشخیص جهش‎های احتمالی عامل بیماری در 8 خانواده از 11 خانواده‌ی مورد مطالعه گردید (در 5 خانواده، واریانت پاتوژنیک در ژن‌های شناخته شده و در 3 خانواده واریانت‌های احتمالی عامل بیماری) که نشان از قدرت WES به عنوان یک روش تشخیصی در بیماری‌های با هتروژنیتی بالا (مانند HSP) دارد. از طرفی، نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که به دلیل وجود برخی همپوشانی‌های بالینی بین بیماری‌های نورولوژیک و تشخیص دشوار آنها، اتخاذ روش‌های مولکولی مانند WES می‌تواند در تشخیص افتراقی آن‌ها، کمک کننده باشد. اما باید توجه داشت که چالش‌های تشخیص، زمانی بیشتر می‌شود که جهش در یک ژن خاص با بیماری‌های متفاوت در ارتباط باشد. به عنوان مثال، جهش در ژن COQ7 قبلاً صرفاً در ارتباط با یک بیماری نورومتابولیک میتوکندریایی گزارش شده بود (به استثناء دو مورد)، در حالیکه در این مطالعه، جهش این ژن با بیماری HSP ارتباط نشان داد. تشخیص زودهنگام جهش‌های این ژن، این شانس را به بیماران می‌دهد تا درمان با مکمل‌های Coenzyme Q10 را شروع و روند پیشرفت بیماری را کُند کنند. همچنین، جهش در ژن NMNAT1 که قبلاً در بیماران مبتلا به لِبِر آموروزیس مادرزادی نوع 9 گزارش شده بود، برای اولین بار، در این مطالعه در بیماران HSP مشاهده گردید. این مساله، نشان‌دهنده‌ی قدرت بالای تکنیک WES برای شناسایی ژن‌های جدید می‌باشد و احتمال دارد در 3 خانواده‌ی باقیمانده که واریانت بیماریزا شناسایی نشده است، بتوانیم با بررسی‌های بیشتر موفق به شناسایی ژن‌های جدید شویم.کلید واژه‌ها: اسپاستیک پاراپلژی توارثی (HSP)، توالی‎یابی کل اگزوم (WES)، توالی‌یابی سنگر، اختلال عملکرد پیرامیدال

متن يادداشت

Introduction: Hereditary spastic paraplegia (HSP) is considered as a large group of inherited neurological disorders. Axonal degeneration in the corticospinal tract is the main characteristic of this disease, which leads to muscle spasticity and progressive weakness in the lower limbs. Based on the clinical phenotype, HSP is classified into pure and complicated forms. Patients in the pure form of the disease show pyramidal dysfunction and the complicated form includes cases where the spastic paraplegia phenotype is accompanied by other neurological or non-neurological signs. So far, more than 85 gene loci have been associated with this disease, among which more than 75 genes have been identified in relation to this disease. The high heterogeneity of this disease makes it difficult to identify the disease-causing genes in affected families. Therefore, despite the advancement of next-generation sequencing technology in the genetic diagnosis of patients, a significant percentage of HSP patients (~50%) remain without genetic diagnosis. The aim of this project is to identify HSP disease genes and pathogenic variants associated with this phenotype in 11 affected families.Materials and Methods: In this study, using whole exome sequencing (WES), we searched probable pathogenic variants (SNVs/CNVs). For 14 patients from 11 families, WES was performed using the Illumina HiSeq 4000 platform. Data interpretation and analysis was done using bioinformatics tools and co-segregation analysis was performed to confirm the candidate variants.Results: In total, putative disease-causing variants in 8 families were identified and confirmed, which are: CAPN1(NM_005186;c.G462A:p.Trp154*), NMNAT1(NM_022787;c.G769A:p.Glu257Lys), CYP2U1(NM_183075;c.A947T:p.Asp316Val), COQ7(NM_016138.5;c.T332C:p.Leu111Pro), SPG11(NM_025137;c.1471_1472del:p.Leu491Aspfs*65), SPAST(NM_014946;c.G1220A:p.Ser407Asn), ELP2(NM_018255;c.A2111G:p.Asp704Gly), ERLIN2(NM_007175;c.G550A:p.Glu184Lys), MFN2(NM_014874;c.G1403A:p.Arg468His)Among these genes, the variant of NMNAT1 gene is reported for the first time in relation to HSP disease. Also, the mutation in COQ7 gene is the third time that it is reported with HSP or HSP-like phenotype.Conclusion: In this study, WES led to the diagnosis of probable disease-causing mutations in 8 families out of 11 families studied (in 5 families, pathogenic variants in known genes (45%) and in three families probable disease-causing variants), which shows the power of WES as a diagnostic method in diseases with high heterogeneity such as HSP. On the other hand, the results of this study show that due to the existence of some clinical overlaps between neurological diseases and their difficult diagnosis, adopting molecular methods such as WES can help in their differential diagnosis. However, it should be noted that the diagnostic challenges increase when mutations in a specific gene are associated with different diseases. For example, mutations in COQ7 gene have previously been reported only in relation to a mitochondrial neurometabolic disease (except for two cases), while in this study, the mutation of this gene was associated with HSP disease. Early diagnosis of mutations in this gene gives patients the chance to start treatment with Coenzyme Q10 supplements and slow down the progression of the disease. Also, mutations in NMNAT1 gene, which have previously been reported in patients with Leber congenital amaurosis type 9, were observed for the first time in this study in HSP patients. This issue indicates the high power of WES technique for identifying new genes and it is likely that in the remaining three families where the disease-causing variant has not been identified, we can succeed in identifying novel genes with further studies. Keywords: Hereditary spastic paraplegia (HSP); Whole exome sequencing (WES); Sanger sequencing; Pyramidal dysfunctio

موضوع مستند نشده

اسپاستیک پاراپلژی توارثی

موضوع مستند نشده

Hereditary spastic paraplegia

مستند نام اشخاص تاييد نشده

صدر، زهرا

مستند نام اشخاص تاييد نشده

Sadr, Zahra

مستند نام اشخاص تاييد نشده

نجم آبادی، حسین

مستند نام اشخاص تاييد نشده

بابانژاد، مژگان

کشور

ایران

سازمان

دانشگاه علوم توان بخشی و سلامت اجتماعی

تاريخ عمليات

20240131

فرمت انتشار

D

نوع ماده

TF

کد کاربرگه

279226

سطح دسترسي

a

تكميل شده

Y