丙酮酸脱氢酶复合物缺陷Leigh综合征2例临床及PDHA1基因分析

目的探讨PDHA1基因突变所致丙酮酸脱氢酶复合物E1α亚单位缺陷Leigh综合征的临床特点及诊断和治疗。方法回顾分析2例因发育落后就诊,磁共振扫描提示Leigh综合征,并经生化代谢及基因检测确诊患儿的临床资料。结果 2例男性患儿分别于1岁1个月、4个月就诊,发育落后,肌张力障碍,肌力低下;头颅磁共振检查发现双侧基底节区对称性损害;血清丙酮酸、乳酸明显增高,血氨基酸及酯酰肉碱谱无异常。基因分析发现2例患儿X染色体PDHA1基因分别存在c.615C>G、c.605A>G错义突变,均为未报道的新突变,证实为丙酮酸脱氢酶复合物E1α亚单位缺陷所致Leigh综合征。结论 PDHA1基因突变患儿临床表现复杂多样,对于不明原因的发育落后儿童,应注意线粒体病的可能,基因检测有助于诊断、治疗及遗传咨询。

利用Cre/lox P系统构建胰岛β细胞特异性敲除PDHA1基因的小鼠模型

背景:研究表明,2型糖尿病啮齿类动物模型及人体的丙酮酸脱氢酶复合体表达量降低,PDHA1基因缺陷也是导致丙酮酸脱氢酶复合体酶活性改变最常见的原因。目的:构建并鉴定胰岛β细胞特异性敲除PDHA1基因小鼠,为后续探究PDHA1基因在糖尿病发病机制方面作用提供模型基础。方法:实验方案经南方医科大学伦理委员会批准。利用Cre/lox P系统理论,将PDHA1^loxp/loxp小鼠与胰岛β细胞特异性表达Cre重组酶的小鼠进行数代杂交,3-4周龄小鼠通过PCR法鉴定筛选基因型,子2代中基因型为PDHA1^loxp/loxpCre^+/-小鼠即为实验所需要构建的模型小鼠。取4周龄PDHA1^flox/floxCre^+/-小鼠(βKO小鼠组)与Cre^+/-小鼠(对照组)各5只,给予相同的水和饲料,待8周龄时连续7d注射腹腔注射他莫昔芬50mg/kg诱导PDHA1基因敲除,观察3周后腹腔注射麻醉,取胰腺组织、脂肪组织、肝脏组织。采用q PCR法、Western Blot法、免疫组织化学法鉴定PDHA1基因敲除效果,观察小鼠表型。结果与结论:(1)PCR基因扩增筛选出基因型为PDHA1^loxp/loxpCre^+/-小鼠;(2)q PCR法检验小鼠胰腺、脂肪、肝脏组织,证实敲除效果具有组织特异性,胰岛中βKO组小鼠PDHA1 mRNA的相对表达较对照组明显下降;(3)Western Blot检测及免疫组织化学法观察显示,βKO组小鼠PDHA1蛋白表达较对照组小鼠明显降低,证实敲除PDHA1基因效果明显;(4)结果说明,利用Cre/loxP系统成功构建胰岛β细胞特异性敲除PDHA1基因的小鼠模型,为动物水平上探究糖尿病发病机制提供新的靶点。

血管内皮细胞PDHA1基因特异性敲除鼠构建及其表型功能鉴定

背景:PDHA1基因是有氧呼吸链中不可或缺的基因,血管内皮细胞的能量代谢与很多疾病有关。构建血管内皮细胞PDHA1基因敲除鼠,有助于研究能量代谢在血管内皮细胞相关疾病中的作用。目的:繁育血管内皮细胞PDHA1基因特异性敲除小鼠并进行表型鉴定。方法:将PDHA1^((iΔEC/iΔEC))小鼠与PDHA1^((iΔEC/-))小鼠进行合笼繁育,获得更多的PDHA1^((iΔEC/iΔEC))小鼠进行后续实验。利用PCR和琼脂糖凝胶电泳进行基因鉴定,然后利用RT-PCR和Western blot检测敲除PDHA1后与能量代谢相关基因的mRNA及蛋白表达,利用VE-Cadherin与PDHA1双重免疫荧光判断PDHA1基因条件性敲除后PDHA1蛋白表达变化。结果与结论:利用琼脂糖凝胶电泳实验成功检测出子代小鼠基因型,包括PDHA1^((iΔEC/iΔEC))15只和PDHA1^((iΔEC/-))2只小鼠;RT-PCR和Western Blot检测发现PDHA1在转录水平和翻译水平都发生了下降,参与糖酵解途径的HK2蛋白及mRNA表达上升,参与有氧磷酸化途径方向IDH蛋白及mRNA表达下降;VE-cadherin和PDHA1双重免疫荧光共染色检测到PDHA1的表达下降。

丙酮酸脱氢酶E1α亚单位缺陷导致Leigh综合征

Leigh综合征是由于线粒体呼吸链能量代谢障碍所导致的遗传性疾病,丙酮酸脱氢酶E1浕亚单位(pyruvate dehydrogenase complex E1 alpha subunit,PDHA1)缺陷是导致Leigh综合征的常见原因之一。该研究通过PDHA1基因分析首次确诊了1例中国患者。该患儿1岁后运动发育落后,无力,肌张力低下,肌腱反射消失,发热、感冒时间歇性加重,智力发育正常。肌电图检查、腓肠肌病理活检结果提示神经性损害。3岁时脑MRI扫描未见异常,5岁时脑MRI呈现双侧苍白球对称性损害,符合Leigh综合征表现。经基因分析证实患者及其母亲PDHA1基因外显子3存在C214T突变,导致丙酮酸脱氢酶复合物活性下降。经过维生素B1、辅酶Q10、左旋肉碱及低碳水化合物饮食治疗后,患儿运动能力显著改善,现在8岁,正常就学。PDHA1缺陷为X连锁遗传性疾病,表型复杂,临床诊断困难,该患儿以无力为主要表现,经基因诊断确诊。

PDHA1基因新发变异致丙酮酸脱氢酶E1-α亚单位缺陷女性患儿遗传学分析

目的对1例临床拟诊丙酮酸脱氢酶E1-α亚单位缺乏症(PHD)患儿及家系成员进行临床及基因突变分析,为早期诊断及遗传咨询提供依据。方法对就诊于柳州市妇幼保健院的1例PHD患儿的临床特点及基因检测进行回顾分析。以“丙酮酸脱氢酶复合物”“丙酮酸脱氢酶复合物缺乏症”“PDHA1基因”“Pyruvate dehydrogenase complex”“Pyruvate dehydrogenase complex deficiency”“PDHA1”为关键词查阅在线人类孟德尔遗传数据库、PubMed数据库、中国知网及万方数据库从建库至2020年6月相关文献,对中国人PHD病例进行汇总分析。结果先证者女性,以运动发育落后为主要临床表现,实验室检查血乳酸5.62 mmol/L(参考值0.5~2.2 mmol/L),丙酮酸430μmol/L(参考值30~100μmol/L),血氨66μmol/L(参考值0~54μmol/L),头颅MRI检查提示双侧基底节区异常信号,伴脑萎缩、脑室增宽,符合Leigh综合征影像学改变。患儿PDHA1基因检出未报道变异位点c.508C>T(p.R170X),变异位点导致蛋白质合成提前终止,经致病性预测分析软件及ACMG变异分类为1类致病变异,父母双方未检测到相应的变异位点。共检索到中国人PHD病例15例,相关文献18篇,包括本次报道1例共16例,其中男性14例,女性2例。多数患者以神经肌肉系统疾病为首发症状,实验室检查提示乳酸、丙酮酸增高,影像学检查可见基底节区信号改变。中国人PDHA1基因检测共发现14种变异类型,以R378C和R126C突变为主。结论通过临床表现结合PDHA1基因诊断确诊1例丙酮酸脱氢酶E1-α亚单位缺乏症女性患儿,新变异位点的发现丰富了PDHA1基因突变谱。

一例罕见的丙酮酸脱氢酶复合物缺乏症女性患儿的分析

目的分析1例表现为肌无力、脑部磁共振图像异常、血乳酸增高的女性新生儿的临床及遗传学特征。方法对患儿进行临床及实验室检查，应用新一代测序技术对其家系进行遗传学分析。结果先证者为足月小样儿，临床表现为肌无力、脑部磁共振图像异常、血乳酸增高、代谢性酸中毒等。基因检测发现其PDHA1基因存在一新生错义突变c．1133G〉A（P．R378H），为已报道的致病突变。结合其临床表现，该患儿被诊断为丙酮酸脱氢酶复合物缺乏症（pyruvate dehydrogenase complex deficiency, PDCDD），给予维生素B1、辅酶Q10、左旋肉碱治疗，并建议生酮饮食。4月后随访，其血乳酸降至正常水平，但四肢肌张力偏低。结论确诊了1例由PDHA1基因错义突变所引起的PDCDD，使患儿在婴儿期就得到了及时的治疗。新一代测序技术为这类疾病提供了有力的诊断工具。