犬肌营养不良的遗传学研究

犬基因组的测序以及下一代测序技术，如全外显子组测序，有助于更快、更容易和更有效地识别可能导致犬疾病的基因和突变。在一项发表在《骨骼肌》杂志上的研究中，研究人员利用这些技术研究了波士顿猎犬的一种肢带型肌营养不良症（肩部和臀部肌肉的肌肉萎缩和无力）。这里告诉我们关于这项研究以及这对该品种意味着什么是研究的主要作者梅丽莎L考克斯。

狗和人类生活在一起，而且可以得到和我们一样复杂的医疗服务。我们在其他方面也很接近：共享大约85%的基因组——即我们的全套基因——任何可能导致狗疾病的自然发生的基因突变，都有可能导致人类出现类似情况，反之亦然。狗可以作为人类疾病的模型；例如，基因疗法等治疗方法可以在狗身上试用，然后再进入人类的临床试验，这对两个物种都有好处。

犬基因组的测序大大提高了检测致病基因的速度和效率。它还促进了对狗的起源的研究，以及对狗的特殊特征（如身高和头骨形状）和许多遗传疾病的基因的研究。下一代测序（NGS），包括全外显子组测序（WES）——这项技术允许遗传学家比以前更快、更便宜地确定DNA和RNA分子中核苷酸的精确顺序——以及建立公开可用的数据库，也使得更容易识别可能导致疾病的基因和突变。

我们的研究小组利用这些技术研究了波士顿猎犬的一种肢带型肌营养不良症（LGMD）。LGMDs是一组不同的孟德尔病，由孟德尔定律遗传的单个基因引起，其特征是肌肉萎缩和肩部和臀部肌肉无力。来自三个无关家庭的四只受感染的狗被他们的初级兽医鉴定，并被转介进行专门调查。

临床检查和病理结果证实，所有受影响的狗都患有LGMD，免疫组织病理学检测使用与某些组织结合的抗体来显示它们的存在，这是一种由编码某种蛋白质的四种基因之一的突变引起的疾病。肌萎缩病是常染色体隐性遗传，有严重的症状类似杜氏肌营养不良。

肌糖蛋白共有6种，其中4种（α，β，δ，γ）参与肌肉的结构和信号功能。受影响的狗肌肉中缺少肉聚糖，使得编码这些蛋白质的基因成为候选基因，整个外显子组测序使我们能够同时研究它们。

四条狗中的两条狗和其中一条狗的几个亲戚的DNA都有。整个外显子组测序共对5只狗进行，其中包括两只患此病的狗和一个有义务的携带者-一只没有患此病的狗，但它必须携带基于家族史分析的基因突变。在一只受感染的狗（病例3）中，我们发现其中一个肉瘤聚糖基因中的两个核苷酸——DNA的构建块——被删除。狗的义务携带者父母和另一个亲属也有一份删除。

另一只受感染的狗（病例1）没有这种突变，这让我们非常惊讶，因为他们是同一个品种。品种结构限制了遗传多样性，因为狗只与同一品种的其他狗交配。这增加了任何两条狗有亲缘关系的可能性，并且它们将携带一种“血统相同”的突变，也就是说，遗传自一个共同的祖先。因为这个原因，同一品种中的大多数狗都会有相同的基因突变。

进一步分析表明，病例1与病例3在同一基因中有不同的缺失。我们假设狗有非常相似的表型，因为由基因编码的相同部分的蛋白质在两个不同的突变中被消除。

我们又从北美和欧洲以及其他品种中筛选了200只波士顿猎犬，除了这两个病例和家族成员外，这些突变没有发现。这对这个品种来说是个好消息，因为看起来这些是“私人突变”，只在这两个家族中发现。虽然我们已经为这两种突变进行了基因检测，但波士顿猎犬的饲养者目前没有必要在常规基因筛查中加入LGMD检测。

这也很好地提醒了动物育种和兽医界，即使在一个品种内，一种疾病也可能是由一种以上的突变引起的。因此，在编写报告时，测试实验室最好指明哪些特定突变已经过测试。

这两个突变在肌萎缩基因SGCD中被发现，因此该疾病被归类为肢带型肌营养不良2F（LGMD2F）（在肌营养不良命名系统中，数字2表示它是一个常染色体隐性基因，而F表示基因名）。LGMD2F是人类最不常见的一种肉瘤样脑病，因此我们对第一个大的肉瘤样脑病动物模型的报道也可能引起人类医学的兴趣。

这项工作还证明了全外显子序列测定在极少数受影响动物中识别突变的实用性。这使得突变的识别比过去更快，因为不需要从大的家族中收集样本。因此，早期建立一个基因检测程序来区分正常和未受感染的带菌动物，可以防止疾病无意中通过一个繁殖种群传播。