杂合性THBS2致病变异导致人类和小鼠带有血管特征的Ehlers-Danlos综合征
杂合性THBS2致病变异导致人类和小鼠带有血管特征的Ehlers-Danlos综合征
论文背景
Ehlers-Danlos综合征（EDS）是一组由胶原蛋白和与胶原蛋白相关基因突变引起的结缔组织疾病。这些疾病表现形式多样，因其临床特征的差异，可分为14种不同的类型。经典EDS通常表现为关节过度活动、皮肤过度伸展和皮肤脆弱，而其他类型则可能涉及血管或骨骼的问题。血管型EDS（vEDS）以动脉瘤和血管夹层为特征，由COL3A1基因的杂合性致病变异引起。不过，其他类型的EDS中也有血管受累的情况。临床上的重叠强调了在受影响个体中进行精确分子诊断的必要性。
论文来源
这篇论文题为《杂合性THBS2致病变异导致人类和小鼠显著的血管特征的Ehlers-Danlos综合征》，作者包括Noam Hadar、Omri Porgador、Idan Cohen等。这些作者分别来自以色列内盖夫本-古里安大学多学科研究所、索罗卡医疗中心放射科和特拉维夫大学医学学院等机构。本文发表于2024年的《European Journal of Human Genetics》，DOI为https://doi.org/10.1038/s41431-024-01559-1 。
研究工作流程
临床评价和样本收集
研究团队首先通过对一个三代家系进行临床和组织病理分析，鉴定出一种新的EDS形式。受影响的个体表现出明显的血管特征、关节过度活动和频繁的关节脱位、萎缩性瘢痕、延长的出血时间以及与年龄相关的主动脉扩张和破裂。
基因分析
研究人员从外周血白细胞中提取DNA，使用全外显子测序来识别可能的致病基因变异。测序数据对齐到参考基因组后，利用内部软件和过滤策略筛选出在多数据库中出现频率低于0.1%的变异。最终发现了THBS2基因中的杂合性突变（NM_003247.5:c.2686T>C, p.Cys896Arg）。
动物模型
为了确认这一突变的致病性，研究团队通过CRISPR/Cas9系统在鼠耳中引入了这一杂合性突变。产生的ki小鼠展示出与人类相似的表型，包括在形态学、组织学和透射电子显微镜分析中都能观察到相应的病理变化。此外，出血时间实验结果也显示出小鼠的出血时间显著延长，与人类患者一致。
主要研究结果
临床发现
研究中，受影响个体具有关节过度活动、多次关节脱位（包括下颌、肩、髋、膝和踝关节）和肌腱撕裂，容易出现瘀伤和伤口愈合缓慢，运动后下肢肌肉疲劳等症状。血管影像学检查显示，受影响的个体存在大动脉扩张如主动脉弓的扩张，没有心肌病的证据。
组织病理学分析
受影响个体皮肤活检的组织学检查显示，在网状真皮层中存在高度紊乱的胶原纤维，同时观察到血管扩张以及异常形态的纤维母细胞和内皮细胞。小鼠实验中，组织学和电子显微镜分析也显示出相似的异常特征。
遗传学和功能分析
通过全外显子测序，确定THBS2基因中的杂合性突变是本研究家系EDS的致病原因。THBS2编码的卷曲蛋白2（thrombospondin-2）是一种分泌的三聚体基质蛋白质，直接与基质金属蛋白酶2（MMP2）结合，介导其清除。THBS2功能丧失使MMP2的清除受阻，增加MMP2介导的蛋白多糖裂解，导致类似于本研究中所见的细胞外基质异常。
结论
本研究揭示了一种新型的杂合性THBS2突变导致的EDS形式，其特点是具有经典EDS的要素并伴有显著的血管特征。通过生成携带人类突变的小鼠模型，研究团队进一步确认了这一突变导致的疾病表型。THBS2在维持细胞外基质完整性和组织修复中的关键作用使其成为理解和治疗此类结缔组织疾病的目标。
研究意义
科学价值
通过识别和描述一种新的遗传变异和相应表型，本研究为Ehlers-Danlos综合征的分子基础提供了新的见解。这对未来的分子诊断和个性化治疗具有重要意义。
应用价值
本研究生成的动物模型可用于进一步研究THBS2在结缔组织病变中的作用，帮助开发针对这种特殊变异的治疗方法。此外，研究中提出的潜在保健措施（如5-甲基四氢叶酸补充）为临床管理提供了新的思路。
研究亮点
- 确定了一种新的EDS形式及其致病基因变异；
- 生成了携带人类突变的小鼠模型，验证了这一突变的致病性；
- 提出并验证了THBS2在维持细胞外基质完整性中的关键作用。
摘要
本研究系统而详尽地鉴定了一种由THBS2基因杂合性突变导致的新型Ehlers-Danlos综合征。通过人类患者的临床和组织病理学分析、基因测序以及小鼠模型的生成和验证，研究团队全面揭示了这一突变在组织结构中的具体作用及其对血管稳态的影响。研究结果不仅丰富了结缔组织疾病的分子基础知识，同时也为进一步的治疗研究提供了坚实的基础。