Fbn1-KO 基因敲除小鼠

Fbn1，即编码纤维蛋白1的基因，是一种在所有结缔组织中存在的结构大分子，它聚合形成微原纤维。微原纤维是形态上独特的原纤维，组装成组织特异性的结构框架。Fbn1是马方综合征的致病基因，这是一种遗传性结缔组织疾病，主要特征包括身材高大、蜘蛛指、晶状体脱位、胸主动脉瘤和主动脉夹层。超过一千个Fbn1基因突变与马方综合征相关，使得基因型-表型相关性变得复杂。此外，Fbn1基因特定区域的突变可能导致身材矮小和短指（趾）等特征，这是Weill-Marchesani综合征和其他肢端肥大性发育不良的典型特征。为什么一个分子的突变会导致不同的临床综合征？目前对纤维蛋白病的理解需要认识到组织特异性纤维蛋白微原纤维微环境和纤维蛋白微原纤维网络结构与生长因子信号调节等生物功能之间的协作关系[1]。

马方综合征（MFS）是一种常染色体显性遗传的多系统结缔组织疾病，主要由Fbn1基因突变所致，临床表现不一。新生儿MFS尤其罕见，病情重，预后差。目前，尚无针对MFS的根治方法，但早发现、早诊断、早治疗可有效延长患者的生存年限[2]。

马方综合征（MFS）是一种复杂的结缔组织疾病，主要表现为心血管、眼部和骨骼系统疾病。尽管其罕见，但MFS严重影响了患者的生活质量。分子遗传因素在MFS的发病机制中起着关键作用。Fbn1与MFS相关，其他基因如Fbn2、转化生长因子β（TGF-β）受体（TGFBR1和TGFBR2）、潜TGF-β结合蛋白2（LTBP2）和SKI等也有其相关的综合征，但这些综合征与MFS之间存在高度重叠。TGF-β信号通路的异常也导致MFS患者发生动脉瘤，尽管详细的分子机制仍不清楚。突变的Fbn1蛋白可能导致弹性结构的稳定性降低，从而干扰TGF-β信号通路，该通路调节细胞内的多个过程。此外，在MFS小鼠模型中，Fbn1的DNA甲基化和组蛋白乙酰化表明，表观遗传因素在MFS中起调节作用[3]。

尽管2015年美国医学遗传学和基因组学学院（ACMG）和分子病理学协会（AMP）发布了指南，但许多Fbn1基因的变异仍无定论。随着2022年ClinGen发布的Fbn1特异性变异解释指南，我们对机构中发现的Fbn1基因的变异进行了重新评估。基于Fbn1特异性变异解释指南、更新文献和额外的遗传测试（如果可用，包括家系研究和/或RNA研究），对2015年12月至2022年4月期间Fbn1测序过程中发现的变异进行了重新评估。在695名进行Fbn1测序的患者中，69名患者中发现了61个变异。其中，43名患者中的38个变异（62.3%）被重新分类为致病和可能致病的变异（(L)PV），包括20个新的(L)PV。重新分类的主要原因包括：(1) ACMG/AMP标准的基因特异性修改，(2) 更新文献和(3) 附加的遗传测试。重新分类的最重要证据是澄清关键氨基酸残基。根据Fbn1特异性指南和最新数据库重新评估Fbn1变异后，大量变异被重新分类。鼓励临床实验室定期进行变异重新评估，或在变异解释原则发生重大变化时进行[4]。

本研究旨在调查Fbn1和转化生长因子β（TGF-β）信号通路相关基因多态性与斯坦福B型主动脉夹层（AD）的易感性和临床预后结果之间的关系。在164名斯坦福B型AD患者和317名健康对照者中分析了5个单核苷酸多态性（SNP）（FBN1rs145233125、rs201170905、rs11070646、TGFB1rs1800469和TGFB2rs900）。通过广义多因子降维评估基因-基因和基因-环境相互作用。对所有AD患者进行4年的随访。FBN1 rs201170905和TGFB1 rs1800469的G携带者患斯坦福B型AD的风险增加。Fbn1、TGFB1、TGFB2和环境的相互作用增加了B型AD的风险（交叉验证一致性=10/10，P=0.001）。FBN1rs145233125 TC+CC基因型的优势模型（P=0.028）、FBN1 rs201170905 AG+GG（P=0.047）和TGFB1 rs1800469 AG+GG（P=0.052）与斯坦福B型AD死亡的死亡风险增加相关。FBN1 rs145233125 CC基因型的隐性模型（P<0.001）、FBN1rs201170905 GG（P<0.001）、TGFB1 rs1800469 AG+GG基因型（P=0.011）与斯坦福B型AD胸痛复发的风险增加相关。基因-基因和基因-环境相互作用与斯坦福B型AD的风险相关。rs145233125的C携带者、rs201170905的G携带者和rs1800469的G携带者可能是斯坦福B型AD死亡和胸痛复发的预后指标[5]。

马方综合征（MFS）是一种常染色体显性遗传的结缔组织疾病，主要影响心血管、眼和肌肉骨骼系统。Fbn1基因突变导致MFS和相关结缔组织疾病。在这项工作中，我们描述了26名疑似MFS的无关个体的临床和分子数据，他们被转诊进行Fbn1突变分析。通过下一代测序和Sanger测序方法进行Fbn1基因测序。我们确定了23个因果或可能因果（包括变异的不确定性）的Fbn1变异，其中7个是新的（约30%）。大约30%的病例是散发的。Fbn1突变与大多数患者的MFS相关，在2个病例中，综合征的严重性和发病早。检测到69.6%（16/23）的无义突变，其中大多数位于cbEGF基序之一，约70%的突变取代了保守的半胱氨酸残基。在13%的病例中检测到小缺失/重复（3/23），而剪接位点变异检测到17.4%（4/23）。在3名无关患者中，发现了低频复发的沉默变异（c.3294C> T（p.Asp1098=））。Fbn1 mRNA分析表明，突变不会导致异常剪接，根据现有数据，该变异被分类为良性[6]。

综上所述，Fbn1基因是一种重要的结构基因，编码纤维蛋白1，其在结缔组织的结构和功能中起着关键作用。Fbn1基因突变与多种遗传性结缔组织疾病相关，包括马方综合征、Weill-Marchesani综合征和其他肢端肥大性发育不良。Fbn1基因突变导致微原纤维网络结构异常，进而影响生长因子信号传导等生物过程。Fbn1基因突变与马方综合征的临床表现多样，包括心血管、眼部和骨骼系统疾病。Fbn1基因突变也与其他结缔组织疾病相关，如主动脉瘤和主动脉夹层。Fbn1基因突变的研究有助于深入理解结缔组织疾病的发病机制，为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。