SLC38A8突变导致视网膜发育停滞并丧失视锥细胞特化

SLC38A8 mutations result in arrested retinal development with loss of cone photoreceptor specialization

作者信息Helen J Kuht, Jinu Han, Gail D E Maconachie, Sung Eun Park, Seung-Tae Lee, Rebecca McLean, Viral Sheth, Michael Hisaund, Basu Dawar, Nicolas Sylvius, Usman Mahmood, Frank A Proudlock, Irene Gottlob, Hyun Taek Lim, Mervyn G Thomas
PMID32744312
发布时间2020-11-04
DOI10.1093/hmg/ddaa166

实验完整度

包含基因测序、OCT形态学测量、VEP和眼动记录等多层级临床表型分析,但缺乏功能实验验证。

主要模型

SLC38A8突变患者(11例) 对照组(18例正常视网膜)

重点核对

基因检测方法:定制靶向NGS基因面板 OCT设备:Envisu C2300(Leica)或Heidelberg Spectralis OCT扫描协议:3D水平光栅扫描(600x80,12x8mm) 视网膜分层:半自动ImageJ宏 统计模型:广义线性混合模型,Bonferroni校正

摘要

中心凹发育不全、视神经交叉缺陷和前节发育不全是一种由SLC38A8突变引起的常染色体隐性遗传病。SLC38A8是一种推定谷氨酰胺转运体,在视网膜光感受器层强表达。既往研究因缺乏视网膜发育和眼球震颤特征的定量数据而受限。在这项多中心研究中,使用定制靶向下一代测序(NGS)基因面板从511名眼球震颤患者队列中鉴定SLC38A8突变。我们报告了16种新的SLC38A8突变。第六跨膜结构域是错义SLC38A8突变最常破坏的区域。我们90%的病例在NGS前被初步误诊为PAX6相关表型或眼白化病。我们使用高分辨率光学相干断层扫描对SLC38A8突变患者体内视网膜发育进行了表征。所有患者均有严重程度的视网膜发育停滞,缺乏中心凹凹坑且无视锥细胞外节延长。中心凹特化特征(如外节延长)的缺失意味着视锥细胞密度降低,这导致视力下降。与白化病或PAX6突变等其他疾病表现出中心凹发育不全谱系不同,SLC38A8突变导致视网膜发育停滞在更早阶段,导致视网膜更不成熟和严重的表型。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
SLC38A8突变患者视网膜发育停滞程度、眼球震颤特征及基因型-表型关联如何?
核心机制
SLC38A8突变导致视网膜发育停滞,且伴视锥细胞外节延长缺失,提示中心凹视锥细胞密度降低。
主要证据
OCT显示所有患者均无中心凹凹坑及外节延长,中心凹厚度显著增厚,外丛状层和感光细胞外节变薄;VEP显示交叉误投;眼动记录显示特征性婴儿型眼球震颤。
研究意义
扩展了SLC38A8突变的基因型和表型谱,提示此类突变可导致更严重的视网膜表型,并有助于临床诊断。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

基因型鉴定

检测SLC38A8突变并描述突变谱

对511名眼球震颤患者进行定制靶向NGS基因面板检测,鉴定SLC38A8突变并进行ACMG分类和分离分析。

2

临床表型评估

评估患者眼部临床表现

进行详细眼科检查,包括视力、屈光、眼前节检查、眼底检查、眼动记录和VEP。

3

视网膜形态定量分析

定量测量视网膜各层厚度及中心凹发育情况

使用高分辨率OCT对视网膜进行成像,并通过ImageJ宏进行分层和厚度测量。

4

眼动特征分析

描述SLC38A8突变相关眼球震颤波形特征

通过眼动记录分析眼球震颤波形、频率、幅度和周期性交替特征。

5

蛋白结构预测

预测突变对SLC38A8蛋白结构和稳定性的影响

使用I-TASSER进行蛋白3D结构预测,并使用STRUM计算稳定性变化(ΔΔG)。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
DNA Genotek OG-500和OG-575 Oragene唾液采集试剂盒DNA GenotekOG-500, OG-575
Envisu C2300Leica MicrosystemsC2300
Heidelberg SpectralisHeidelberg Engineering--
Eyelink IISR Research--
SLMEDSLMED--
Optos PLCOptos PLC--
IBM SPSS统计软件IBM Corp.24
Alamut VisualInteractive Biosoftware--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
基因型鉴定
靶向NGS基因面板的组成、样本类型(唾液或血)、测序平台、变异过滤参数
阅读提示:Methods: Genotyping
视网膜形态定量分析
OCT设备型号(Envisu C2300或Spectralis)、扫描协议(600x80,12x8mm)、分层方法、测量位置(中心凹、1mm、2mm)、转换因子(0.989, 0.975)、对照组年龄性别匹配
阅读提示:Methods: Phenotyping
眼动记录
眼动记录设备(Eyelink II或SLMED)、波形分类标准(Dell'Osso和Daroff分类)、PAN检测方法(扩展注视任务)
阅读提示:Methods: Phenotyping
VEP检查
VEP刺激类型(模式或闪光)、是否遵循ISCEV标准
阅读提示:Methods: Phenotyping
统计比较
广义线性混合模型设置(眼作为重复测量、诊断作为固定因素、年龄/性别/种族/屈光作为随机因素)、Bonferroni校正
阅读提示:Methods: Statistical analyses