Spg7基因编码的是paraplegin蛋白,这是一种定位于线粒体内膜的蛋白酶。最初,Spg7基因被认为与纯合性和复杂性的遗传性痉挛性截瘫有关,现在已经发现它是导致未确诊的小脑共济失调和痉挛性共济失调的常见原因。在Cypriot家庭中,有五名受影响的个体表现出痉挛性共济失调,这是由于Spg7基因的一个新的纯合错义突变所引起的。该突变通过全外显子测序(WES)分析得到确认,并在功能研究中被发现会导致线粒体形态异常,从而表明线粒体功能障碍和突变的致病性[1]。这些发现为Spg7基因突变与痉挛性共济失调之间的关联提供了新的证据。
通过大规模基因分析,我们对遗传性共济失调的遗传和临床知识有了更深入的了解。在一项研究中,对377名临床诊断为遗传性共济失调但常规遗传测试无诊断的患者进行了靶向重测序。结果显示,33.2%的患者获得了阳性结果(遗传诊断),这比使用靶向重测序板(TRP)的类似研究中报告的平均19.4%要高,并且与使用外显子测序(ES)的34.6%相当。此外,15.6%的患者有不确定的分子诊断。STUB1、PRKCG和SPG7是最常见的致病基因。与已发表文献数据相比,该研究中的TRP板可以识别出97%的阳性病例,而ES可以识别出92%的病例。这表明,当结合详细的表型数据时,适当使用多基因面板在临床实践中可能比外显子测序更有效[2]。
另一项研究描述了一个患有儿童视神经萎缩的遗传性痉挛性截瘫(HSP)病例,并报告了SPG7基因中的一个新的纯合突变。该突变导致paraplegin蛋白的产生被废除,而paraplegin蛋白是一种线粒体内膜蛋白。随后的神经学检查揭示了与SPG7基因突变一致的痉挛性截瘫和共济失调的微妙体征。该病例报告增加了SPG7可以表现为儿童视神经萎缩的证据,这先于SPG7的典型表现。因此,SPG7应在疑似遗传性视神经病变的检查中予以考虑[3]。
在另一项研究中,对1550名索引患者进行了遗传性痉挛性截瘫(HSP)的临床和遗传谱分析。结果表明,SPAST和SPG7是最常发生突变的基因,分别占整个系列的9.2%和4.8%。这表明SPG7在HSP中的重要性。该研究还确认了靶向测序面板在HSP中的诊断有效性,并提出了一个结合使用基因面板和全外显子测序的两步策略,以提高诊断率[4]。
此外,一项研究通过生物信息学方法研究了线粒体相关基因和免疫细胞浸润在阿尔茨海默病(AD)中的独立作用和相互作用。该研究使用来自NCBI Gene Expression Omnibus(GEO)的AD数据集,以及来自MitoCarta3.0数据库的线粒体基因数据。结果显示,SPG7基因在AD中的表达水平呈下降趋势。这表明,SPG7基因可能参与了AD的发生和发展,并与免疫微环境相互作用,这为研究AD的潜在发病机制和探索新的治疗靶点提供了新的见解[5]。
最后,一项研究强调了遗传性痉挛性截瘫(HSP)的临床病理特征和新兴的分子机制。SPG7是HSP的一种类型,其编码的paraplegin蛋白在多种生物学过程中发挥作用,包括线粒体功能和神经发育。该研究强调了SPG7在HSP中的重要性,并提出了探索HSP疾病机制和潜在治疗方法的新概念[6]。
综上所述,Spg7基因编码的paraplegin蛋白在多种生物学过程中发挥作用,包括线粒体功能和神经发育。SPG7基因突变与遗传性痉挛性截瘫、视神经萎缩和阿尔茨海默病等疾病的发生和发展有关。此外,SPG7基因突变还与免疫微环境相互作用,这为研究这些疾病的潜在发病机制和探索新的治疗靶点提供了新的见解。未来的研究需要进一步探索SPG7基因在疾病发生和发展中的作用机制,以及其与免疫微环境的相互作用,以期为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Votsi, Christina, Ververis, Antonis, Nicolaou, Paschalis, Christodoulou, Kyproula, Zamba-Papanicolaou, Eleni. 2022. A Novel SPG7 Gene Pathogenic Variant in a Cypriot Family With Autosomal Recessive Spastic Ataxia. In Frontiers in genetics, 12, 812640. doi:10.3389/fgene.2021.812640. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35096021/
2. Galatolo, Daniele, De Michele, Giovanna, Silvestri, Gabriella, Filla, Alessandro, Santorelli, Filippo Maria. 2021. NGS in Hereditary Ataxia: When Rare Becomes Frequent. In International journal of molecular sciences, 22, . doi:10.3390/ijms22168490. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34445196/
3. Eriksen, Kathrine O, Wigers, Andreas Reidar, Wedding, Iselin Marie, Søberg, Kristoffer, Jørstad, Øystein Kalsnes. 2022. A novel homozygous variant in the SPG7 gene presenting with childhood optic nerve atrophy. In American journal of ophthalmology case reports, 26, 101400. doi:10.1016/j.ajoc.2022.101400. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35243150/
4. Méreaux, Jean-Loup, Banneau, Guillaume, Papin, Mélanie, Leguern, Eric, Stevanin, Giovanni. . Clinical and genetic spectra of 1550 index patients with hereditary spastic paraplegia. In Brain : a journal of neurology, 145, 1029-1037. doi:10.1093/brain/awab386. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34983064/
5. Zhang, Yaodan, Miao, Yuyang, Tan, Jin, Lei, Ping, Zhang, Qiang. 2023. Identification of mitochondrial related signature associated with immune microenvironment in Alzheimer's disease. In Journal of translational medicine, 21, 458. doi:10.1186/s12967-023-04254-9. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37434203/
6. Fink, John K. 2013. Hereditary spastic paraplegia: clinico-pathologic features and emerging molecular mechanisms. In Acta neuropathologica, 126, 307-28. doi:10.1007/s00401-013-1115-8. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23897027/