马查多-约瑟夫病:从发现到最新治疗进展

马查多-约瑟夫病(MJD)又称为脊髓小脑共济失调3型(SCA3),是常见的显性遗传性共济失调。临床表现多以共济失调为主,伴有眼球活动异常、构音障碍,以及锥体系、锥体外系和精神障碍等症状。近些年来,伴随着基因检测技术的长足进步,该病确诊数量正快速上升,但国内对该病研究报道不多。本文对MJD的疾病发现、神经遗传特征、临床特征及药物治疗进行介绍,并着重对新技术的应用作一综述。

经测序证实的广东马查多-约瑟夫病的临床及基因突变特征研究

目的了解广东脊髓小脑型共济失调3型(Spinocerebellar ataxia type3,SCA3)/马查多-约瑟夫病(Machado-Joseph disease,MJD)的临床以及基因突变特征。方法应用聚合酶链式反应(PCR)和琼脂糖凝胶电泳以及测序技术,检测分析了广东省12个经临床诊断为SCA家系的21名患者、3名家系"正常人"以及8名散发SCA患者的SCA3/MJD基因三核苷酸重复突变,并分析基因确诊的SCA3/MJD患者的临床特征。结果检出10个SCA3/MJD家系15例患者,2例症状前患者,散发病例未检出SCA3/MJD患者。测序证实异常SCA3/MJD基因三核苷酸重复突变次数为70～81次,正常等位基因重复次数为14～36次,SCA3/MJD常见的临床表现除进行性加重的小脑性共济失调外,还常常合并锥体系以及锥体外系异常,发现一个SCA3/MJD家系患者表现为"纯"小脑性共济失调。结论 SCA3/MJD是广东最常见的SCA亚型,SCA3/MJD具有明显的临床异质性。

马查多-约瑟夫病的分子遗传学研究进展

迄今为止，至少已定位了常染色体显性遗传小脑性共济失调28种不同的基因型，已克隆18个致病基因，其中对不同种族和地域的研究表明，马查多．约瑟夫病（Machado—Joseph disease，MJD），即脊髓小脑性共济失调3型（spinocerebeHarat axiatype3，SCA3），是世界上最常见的SCAs亚型。它是由位于致病基因MJD13’端的CAG三核苷酸重复扩增突变引起的一种具有明显的临床和遗传异质性的神经系统退行性疾病。作者就SCA3／MJD的分子遗传学方面的研究进展进行综述。

脊髓小脑性共济失调3型/Machado-Joseph病ICARS与SARA评分相关因素分析(英文)

目的:探讨国际协作共济失调评估量表(ICARS)与共济失调等级量表(SARA)评估脊髓小脑性共济失调3型/M achado-Joseph病患者的相关因素。方法:应用ICARS与SARA对126例基因检测明确诊断为脊髓小脑性共济失调3型患者进行评估,分析ICARS评分、SARA评分与发病年龄、病程、CAG重复次数的相关性。结果:ICARS总评分(Y1)、SARA总评分(Y2)与病程(X2)呈正相关(r=0.586,P<0.05;r=0.643,P<0.05),回归方程分别为Y1=13.072+2.388X2(F=68.874,P<0.05),Y2=4.403+0.961X2(F=87.254,P<0.05)。ICARS总评分、SARA总评分与年龄的比值分别与CAG重复次数呈正相关(r=0.328,P<0.05;r=0.335,P<0.05)。ICARS各项评分、SARA各项评分与病程均呈正相关(r=0.257～0.589,P<0.05;r=0.432～0.623,P<0.05)。ICARS各项评分、SARA各项评分与年龄比值分别与CAG重复次数呈正相关(r=0.263～0.403,P<0.05;r=0.189～0.366,P<0.05)。ICARS总评分、SARA总评分均随着病情严重程度增加而增加。结论:ICARS与SARA评分量表均能够有效地反映共济失调患者的病情严重程度,研究者可根据实际需要选用合适的量表。

SUMO-1共价修饰ataxin-3

为了探讨ataxin-3的正常生理功能以及脊髓小脑型共济失调Ⅲ型/马查多-约瑟夫病的发病机理,采用酵母双杂交技术,选择polyQ扩展突变型ataxin-3全长构建诱饵质粒,筛选成人脑cDNA文库,寻找与之相互作用的蛋白质,筛选到互作蛋白smallubiquitin-likemodifier1(SUMO-1).进一步运用免疫共沉淀技术证实,SUMO-1在哺乳动物细胞中共价修饰野生型和polyQ扩展突变型ataxin-3.免疫荧光共定位实验发现,polyQ扩展突变型ataxin-3形成的核内蛋白聚合体与SUMO-1共定位.研究提示,ataxin-3的正常生理功能可能受SUMO-1的调节,SUMO-1可能参与了脊髓小脑型共济失调Ⅲ型/马查多-约瑟夫病的发病机制.

酪蛋白激酶2结合并磷酸化ataxin-3(英文)

目的马查多-约瑟夫病/脊髓小脑共济失调3型,是由MJD1基因产物ataxin-3的C-末端的多聚谷氨酰胺发生重复扩展突变而引起的一种常染色体显性遗传的神经退行性疾病,目前它的发病机制还不清楚。很多研究表明磷酸化修饰作用在很多神经退行性疾病的发病过程中起到重要作用,然而已知可以磷酸化ataxin-3的激酶仍然很少。本研究的目的是探讨酪蛋白激酶2(Casein kinase 2,CK2)对于ataxin-3的磷酸化作用。方法通过GST pull-down和免疫共沉淀技术鉴定ataxin-3和CK2的相互作用。通过体外磷酸化技术检测CK2对ataxin-3的磷酸化。结果(1)正常和扩展突变型ataxin-3在体外与CK2α、β亚单位均发生相互作用;(2)在293细胞中正常和扩展突变型ataxin-3只和CK2β亚单位相互作用,而与α亚单位没有结合;(3)正常和扩展突变型ataxin-3都可以被CK2磷酸化。结论Ataxin-3是蛋白激酶CK2的底物。

MJD1基因真核表达载体的构建及其在SH-SY5Y细胞中的表达

目的:分别构建野生型MJD1以及CAG三核苷酸重复扩展突变型MJD1的真核表达载体;明确atax-in-3的多聚谷氨酰胺扩展突变是否可导致细胞核内蛋白聚合体形成。方法:分别以pAS2-1-M JD20Q和pAS2-1-M JD68Q为模板,通过PCR扩展野生型MJD1以及CAG三核苷酸重复扩展突变型MJD1的编码序列。PCR产物经BamH I和Hind III双酶切后连入pcDNA3.1-Myc-H is(-)B,通过酶切以及DNA测序鉴定重组质粒pcDNA3.1-Myc-H is(-)B-M JD20Q和pcDNA3.1-Myc-H is(-)B-M JD68Q。重组质粒转染SH-SY5Y细胞,通过W estern印迹验证ataxin-3的表达,应用激光共聚焦显微镜观察转染细胞的核内蛋白聚合体形成情况。结果:酶切和DNA测序证实目的基因已被克隆入pcDNA3.1-Myc-H is(-)B;其在转染细胞中的表达亦经W estern印迹得以验证;SH-SY5Y细胞转染pcDNA3.1-Myc-H is(-)B-M JD68Q后可见核内蛋白聚合体形成,而转染pcDNA3.1-Myc-H is(-)B-M JD20Q后未见核内蛋白聚合体形成。结论:成功构建了MJD1的真核表达质粒;ataxin-3的多聚谷氨酰胺扩展突变可导致细胞核内蛋白聚合体形成。

多聚谷氨酰胺长度依赖性的突变型ataxin-3片段募集野生型ataxin-3(英文)

目的脊髓小脑共济失调III型(spinocerebellar ataxia type 3, SCA3)/马查多-约瑟夫病(Machado-Joseph disease,MJD)是MJD-1基因中编码谷氨酰胺的密码子CAG的数量非正常扩增引起的一种多聚谷氨酰胺疾病,也是神经退行性疾病的一种。该病的主要病理特征为突变的ataxin-3在患者易感脑区的神经元胞核内聚集形成核内包涵体,但其致病机制和突变蛋白在核内聚集的机制仍不清楚。本研究是为了探讨突变型ataxin-3的病理学特性以及其聚集特性。方法将野生型ataxin-3 及不同多聚谷氨酰胺长度的突变型ataxin-3片段共转染到人胚胎肾细胞(HEK293 cells)和鼠成神经母细胞(neuroblastoma cells)中,用荧光显微镜观察。共转染 48 小时后,收集在细胞中表达的蛋白,用免疫印迹、免疫共沉淀和GST-pull down实验检测蛋白的表达及结合。结果用荧光显微镜观察到突变型ataxin-3片段在细胞内形成聚集,其聚集体上募集有野生型全长ataxin-3;突变型和野生型ataxin-3在细胞内聚集体上有共定位现象。野生型ataxin-3片段并不形成聚集体,与野生型全长ataxin-3在细胞内无聚集现象发生。免疫共沉淀技术及GST-pulldown 实验显示,突变型 ataxin-3 片段与野生型全长 ataxin-3 存在相互作用,且该作用强度呈现出多聚谷氨酰胺长度依赖性。结论结果提示,野生型ataxin-3通过与突变型ataxin-3片段的相互作用沉积于突变片段形成的聚集体中,这可能影响野生型ataxin-3的正常功能,进而可能对脊髓小脑共济失调III型(SCA3)/马查多-约瑟夫病(MJD)的发病产生影响。

4例脊髓小脑性共济失调3型患者的临床特征及遗传学分析

目的:探讨安徽南部地区4例脊髓小脑性共济失调3型(SCA3)患者的临床特点及遗传学特征。方法:详细收集4例住院治疗SCA3家系患者临床病史资料,对其临床特点进行归纳分析,利用基因测序方法检测患者及家系成员的ATXN3基因(CAG)n突变特征。结果:4例SCA3患者,包括3例家族遗传发病和1例散发起病,均以进行性共济失调为首发症状,包括共济失调步态、辨距不良、吞咽困难等显著症状,伴随病理征阳性、反射亢进、肌张力升高等锥体及锥体外系体征,部分患者出现明显的眼部症状,甚至肌肉痛性痉挛,皮肤感觉功能障碍和认知功能障碍等少见临床表现,还有肌肉萎缩等晚期疾病表现。基因测序证实4例患者(CAG)n扩增数均大于60次,诊断脊髓小脑性共济失调3型明确。结论:脊髓小脑性共济失调3型患者临床表现复杂,基因检测仍是疾病诊断的金标准。

SCA3/MJD与SPG4的弥散加权成像对比研究

目的:探讨弥散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)在遗传性脊髓小脑型共济失调3型/马查多-约瑟夫病(hereditary spinocerebellar ataxia 3 and the Machado Joseph disease,SCA3/MJD)及遗传性痉挛性截瘫4型(hereditary spastic paraplegia 4,SPG4)的诊断及鉴别诊断中的价值。方法:对13例SPG4患者,30例SCA3/MJD及27名年龄匹配的健康志愿者进行DWI检查,经数据后处理获得了表观扩散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)值。将以上数据分组进行对比研究。结果:SCA3/MJD起病患者的ADC值在中央前回、内囊后肢、大脑脚、桥脑、小脑皮层及小脑白质区域较正常对照组升高。SCA3/MJD未起病患者的ADC值仅在小脑齿状核位置较正常对照组增高。SCA3/MJD起病患者仅在小脑皮层较SCA3/MJD未起病患者ADC值明显升高;SCA3/MJD起病患者的ADC值在内囊后肢、小脑皮层、小脑白质及桥脑较SPG4患者明显增高。在中央前回,SPG4患者的ADC值较正常对照组明显增高。结论:DWI对于SCA3/MJD与SPG4的鉴别诊断有一定的应用前景。

ataxin-3相互作用蛋白的筛选及鉴定(英文)

目的筛选ataxin3的相互作用蛋白并进行互作结构域分析,探讨ataxin3的功能和脊髓小脑型共济失调Ⅲ型/马查多约瑟夫病的发病机理。方法应用酵母双杂交系统3,从成人脑cDNA文库中筛选和鉴定突变型ataxin3的互作蛋白,构建ataxin3蛋白羧基端Bait质粒,进行互作结构域分析。应用激光共聚焦显微镜观察ataxin3与所筛到的互作蛋白在哺乳动物细胞中的共定位情况。结果分离获得5个新的ataxin3互作蛋白,视紫红质二磷酸鸟苷解离抑制因子α、苏素1、氨氯吡嗪脒敏感性神经元阳离子通道2和2个未知新序列。结构域分析显示除1个未知蛋白与ataxin3蛋白羧基端互作外,其余4个均与氨基端互作。在SHSY5Y细胞的细胞核内,野生型ataxin3与苏素1共定位,突变型ataxin3所形成的核内蛋白聚合体也与苏素1共定位。结论发现1个未知蛋白可能与ataxin3蛋白羧基端互作,苏素1可能与ataxin3蛋白氨基端互作,苏素化可能参与了ataxin3蛋白的翻译后修饰和脊髓小脑型共济失调Ⅲ型/马查多约瑟夫病的发病过程。

Ataxin-3的亚细胞定位及其对细胞器形态的影响

目的 探讨ataxin-3蛋白的亚细胞定位及其多聚谷氨酰胺（polyglutamine,polyQ）扩展突变对线粒体、高尔基体和内质网形态的影响.方法 采用瞬时转染法构建表达野生型和突变型ataxin-3蛋白的细胞模型,用间接免疫荧光法识别细胞器膜的标记蛋白,在激光共聚焦显微镜下观察.结果 ataxin-3与TOM20无共定位,但突变组线粒体碎裂细胞百分比增加（P＜0.05）;ataxin-3与GM130无共定位且突变组无高尔基体碎裂;ataxin-3与calnexin部分共定位,突变组重叠信号较多且大多位于聚集体所在处.结论 polyQ扩展型ataxin-3蛋白可能间接损害线粒体完整性但并不影响高尔基体的结构和功能,而内质网可能是扩展型ataxin-3蛋白在细胞核外发挥毒性作用的场所.

表现为“纯小脑性”共济失调的SCA3／MJD一家系报告

遗传性脊髓小脑型共济失调（spinocerebellar ataxias，SCA）是一类包括多种亚型共济失调在内的进行性神经系统变性疾病，多为常染色体显性遗传。SCA具有明显的遗传和临床异质性。我们对1个临床诊断为SCA的家系进行了部分基因的CAG三核苷酸重复突变检测分析，报道如下。