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【第五十二期】SYK基因功能获得型突变导致免疫系统缺陷以及全身性炎症

已有 1104 次阅读 2021-8-28 10:03 |个人分类:遗传基因致病机制|系统分类:科普集锦

​2021年3月,复旦大学附属儿科医院黄瑛课题组、华东师范大学李大力课题组以及加拿大多伦多儿童医院Aleixo M. Muise课题组共同在Nature Genetics杂志发表了研究成果,“Gain-of-function variants in SYK cause immune dysregulation and systemic inflammation in humans and mice”。该研究在6个患有免疫缺陷、多器官炎性疾病(如炎症性肠病、关节炎、皮炎)、弥漫性大B细胞淋巴瘤的患者中发现了SYK基因不同位点的突变,进一步的研究揭示了SYK基因功能获得型突变会导致人和小鼠免疫缺陷和全身性炎症,阐明了SYK基因在免疫系统中的重要作用。


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图1. 患者以及患者父母的Sanger测序图


SYK是非受体型Tyr蛋白激酶家族成员之一,在免疫细胞中广泛表达。SYK的磷酸化会激活多种免疫相关的信号通路,如PLCγ/NFAT、IKK/NFκB等。使用患者的外周血单核细胞(PBMC),研究者发现患者携带的SYK基因突变会导致SYK蛋白磷酸化增强,该结果也在HEK293细胞中进一步得到了确认;且磷酸化激活的SYK进一步激活下游的ERK激酶(extracellular signal-regulated kinases)以及JNK激酶(c-Jun amino-terminal kinases);此外,使用肿瘤坏死因子(TNF)刺激细胞时,表达p.Ser550Tyr SYK的细胞的AP-1和NF-κB活性极大增强。而使用SYK激酶的特异性的小分子抑制剂R406处理细胞时,表达野生型和突变型SYK蛋白的细胞,SYK的磷酸化均被抑制,且下游的JNK的磷酸化和ERK的磷酸化降低,信号通路被减弱。这些结果表明,患者携带的SYK基因的突变是功能获得型突变。

研究者进一步使用人结肠上皮细胞SW480以及患者的外周血,研究了SYK基因的突变对免疫系统的影响。在SW480细胞中,发现突变会导致包括IL-8、CXCL1和GM-CSF(粒细胞巨噬细胞)在内的炎症细胞因子的分泌增多,说明SYK功能获得型突变导致炎症细胞因子和趋化因子的产生和释放增多。对患者的外周血进行研究,发现患者CD4+和CD8+ αβT细胞受体阳性T细胞的比率在1.5岁和2岁时下降,外周血CD8+ T细胞主要由效应细胞和记忆细胞组成,CD4+记忆T细胞也比幼稚T细胞比例高;且患者外周血T细胞富集CCR6+CCR4+CXCR3−TH17,而不富集CCR6+CXCR3+CCR4−TH1/TH17,表明SYK基因的突变会导致外周血记忆效应分子CD8+ T细胞、CD4+ TH17 和CD4+TH1的扩增。

研究者进一步构建了SYK基因突变小鼠模型(p.Ser544Tyr),突变小鼠在免疫细胞的成熟和分化方面与患者表现出相似的缺陷。小鼠踝关节组织的Western Blot分析表明突变小鼠中SYK磷酸化水平升高;突变小鼠尾部横截面的组织学检查发现小鼠有关节炎、免疫细胞浸润和神经炎症迹象。研究者使用R406对突变小鼠进行治疗,发现小鼠关节炎的症状得到缓解。


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图2.SYK基因突变突变小鼠与患者有相似表型



综上,该研究第一次明确了SYK基因功能获得型突变会导致人免疫缺陷全身性炎症,阐明了SYK基因在免疫系统中的重要角色;并且,该研究获得了第一个模拟人类基因突变导致自发关节炎的小鼠模型,为研究关节炎的发病机制以及后续药物的开发提供了可靠的动物模型。




参考文献:Wang L, Aschenbrenner D, Zeng Z, et al. Gain-of-function variants in SYK cause immune dysregulation and systemic inflammation in humans and mice. Nat Genet. 2021;53(4):500-510.


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撰文:罗亚林

编辑:刘振兴

审核:张贤钦





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