2022年12月1日Shridhar Parthasarathy等人在The American Journal of Human Genetics 上发表了“A recurrent de novo splice site variant involving DNM1 exon 10a causes developmental and epileptic encephalopathy through a dominant-negative mechanism”一文，研究人员对11个儿童大脑样本进行RNA测序后，确定了DNM1基因新发剪接位点突变以及新发错义突变，由于突变的显性负效应导致发育性癫痫性脑病。

研究背景

发育性癫痫性脑病（developmental and epileptic encephalopathy，DEE）是一类以药物难以治疗的严重癫痫为特征的疾病，导致儿童发育迟缓以及神经和非神经系统综合征。DNM1基因在2014年首次被确定为癫痫的致病基因，DNM1基因编码dynamin-1, 对网格蛋白介导的内吞作用和突出囊泡循环至关重要， dynamin-1由GTP酶结构域、中间结构域、pleckstrin同源性（PH）结构域、GTP酶效应结构域（GED）和富含脯氨酸的结构域（PRD）组成，其低聚物促进突触处囊泡介导的神经递质释放。在哺乳动物中，该基因可能导致几种主要以第10外显子的选择性剪接为特征的异构体—其中一个转录本包含10b外显子，另一个则包含更下游的10a外显子。

研究结果

研究人员通过对11名癫痫患者的脑组织进行RNA测序，发现DNM1基因的新发突变影响外显子10a（图1），神经病理学显示c.1197−8G>A患者的囊泡积聚。在突触前末梢中，神经递质释放依赖于囊泡与膜融合，随后通过内吞作用被回收。已知Dynamin-1执行囊泡裂变，或从质膜上挤压突触囊泡。在一个已故患者（患者8）中，神经病理学分析显示这种新发性剪接变体对突触的影响。与正常脑相比，该患者的脑重减轻了902克，还显示大脑皮质灰质和白质的弥漫性萎缩以及白质的中心减少。与对照样本相比，小脑皮层中突触区域内部颗粒层中肥大，并且浦肯野细胞体周围的突触大小和数量增加。在超微结构水平上，突触末端由大小和形状不规则的囊泡填充，有时显示管状形状，并密集地挤在细胞膜上，这些特征与失败的囊泡裂变一致。观察到的囊泡直径明显大于在多个中枢神经系统区域的对照中测量的囊泡直径。此外，研究人员观察到轴突内运输缺陷的迹象，囊泡体或线粒体等细胞器积聚，后者在大小，形状和嵴组织方面表现出异常。这些发现揭示了明显的突触结构异常，囊泡在质膜上积聚，与Dynamin-1引起的囊泡裂变受损一致（图2）。

图1  DNM1突变类型

图2  DNM1基因突变患者神经病理学显示囊泡聚集

研究人员发现c.1197−8G>A（GenBank：NM_001288739.1）突变在典型剪接位点上游创建了一个新的剪接位点，导致在外显子10起始位置插入两个氨基酸残基（半胱氨酸和精氨酸）。

图3  DNMA1基因剪接突变

结论

研究人员报告了11名DNM1基因相关疾病患者的遗传和临床特征，其中8名具有新发剪接突变和3名具有新发错义突变。本研究将DNM1基因外显子10a的选择性剪接体突变确定为导致DEE的原因，强调了在临床基因检测中纳入DNM1基因选择性剪接体的重要性。

参考文献:Parthasarathy S, Ruggiero SM, Gelot A, et al. A recurrent de novo splice site variant involving DNM1 exon 10a causes developmental and epileptic encephalopathy through a dominant-negative mechanism. Am J Hum Genet. 2022 Nov 16:S0002-9297(22)00493-1.

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撰文：刘慧慧

编辑：刘振兴

审核：张贤钦

课题组网址 http://life.hust.edu.cn/info/1046/13645.htm

课题组介绍-分子医学团队