GJB1 돌연변이로 일어나는 CMTX 환자의 유전학적 코호트 연구

 
기타서명 (A) genetic cohort study of GJB1 mutation in Charcot-Marie-Tooth disease X patients
저자 김성민
형태사항 vii, p.44 : 삽도 ; 26cm
일반주기 지도교수:정기화
              참고문헌 : p.35-42
학위논문사항 학위논문(석사)-- 공주대학교 대학원 : 생물학과 2016. 2
발행국 충청남도
언어 영어
출판년 2016
소장기관 공주대학교 도서관 

초록
샤르코-마리-투스병 (Charcot-Marie-Tooth disease, CMT) 은 19 세기 프랑스의 Jean Martin Charcot와 Pierre Marie 그리고 영국의 Howard Henry Tooth에 의해 기술된 유전성 말초 신경병을 총칭하는 질병 그룹이다. CMT는 대략 1/2,500 명의 발병률로 전 세계적으로 모든 인종에서 나타난다. 유전성 운동감각신경병 (hereditary motor and sensory neuropathy, HMSN) 으로도 불리는 CMT는 진행성 신경근의 약화와 길이 의존적인 말초신경의 퇴화로 사 지 원위부 및 손과 발의 근육 소실과 약화를 나타낸다. CMT의 발병 시기는 유아기부터 성인에 이르기까지 다양하며 증상 또한 임상적으로 매우 이질적인 특징을 나타낸다. 여러 분자의 잠재적인 유전원인에 따라 CMT에 대한 치료 효과를 가지고 있다고 알려졌으며, 이에 따라 정확한 유전적 진단법은 매우 중요하게 되었고 개인화 된 치료법이 적용된다. X 연관 우성인 샤르코-마리에-투스 (CMTX) 는 gap junction beta 1 (GJB1) 유전자의 돌연변이에 의해 주로 발병하는 말초 신경병이다. GJB1 단백질은 이온과 결합된 세포 사이의 작은 영양소들의 빠른 전송을 가능하게 하는 채널을 형성하는 단백질이며, CMTX1의 빈도는 약 20%로 CMT1A에 이어 두 번째로 흔한 형태이다. CMT는 현재까지 정확한 치료법이 없으나 다양한 약물이나 분자도구를 이용한 임상적 치료가 시도되고 있으므로 유전적 원인별 맞춤치료를 위해 보다 정확한 유전적 원인 규명이 매우 중요하다. CMT는 유전적 및 임상적으로 매우 이질적인 질병으로 아직 40-50% 이상의 환자에 대해 유전적 원인이 밝혀지지 않았다. 최근에 개발된 전체엑솜서열분석법 (whole exome sequencing, WES) 은 유전적으로 이질적인 희귀 멘델성 유전병의 새로운 원인유전자를 규명하는데 매우 효율적인 방법으로 알려졌다.
본 연구에서는 관계가 없는 67의 CMTX 한국인 가계를 대상으로 GJB1 돌연변이의 빈도를 분석하였다. 원인 유전자를 밝혀내기 위해 GJB1의 코딩된 엑손 부위를 직접 시퀀싱하거나 전체 엑솜 시퀀싱을 수행하였다. WES는 총 17 검체에 대해 수행되었는데, 엑솜 데이터는 우선 70개 이상의 CMT 원인 유전자로 알려진 유전자에 대해서 변이를 검색하였으며, Sanger 서열분석 방법으로 변이를 확인하고, 유전적 원인으로서의 확정은 가족 내에서의 cosegregation 검사, 대조군 검사 (n> 200), 유전체 데이터베이스 검사 (1000genome, dbSNP141), in silico 분석 및 돌연변이 부위의 보존성 검사를 수행하였다. CMTX 가계에서 총 41개의 원인 유전자를 발견하였다. 유전자형과 표현형을 비교하여 둘의 상관관계가 증상정도에 미치는 영향, 발병연령, 특정 증상 등을 평가하였다. 대부분의 돌연변이는 extracellular2 (EC2) 도메인에서 발견되었다 (29%). 추가적인 증상은 High arched foot 이 가장 많았으며, duration이 증가할수록 증세가 심해지는 경향을 보였다. GJB1 돌연변이는 전체 CMTX 가계에서는 89.6%의 빈도를 나타내었으며 de novo 비율은 9.5%였다. 한국인에서의 CMTX1의 빈도 (9.9%)는 다른 아시아인(5.5 ∼ 8.8%)과는 비슷하거나 높은 빈도를 보였으나 유럽인들 (13.0 ∼ 21.3%)에 비해서는 낮은 빈도를 나타내었다. 이 CMTX1의 코호트 연구는 X-연관 병증의 분자 진단 및 치료에 도움을 줄 것으로 기대된다.

 
목차
Ⅰ. Introduction 1

Ⅱ. Materials and Methods 7

2-1 Patients 7
2-2 Genomic DNA purification and 17p12 duplication/deletion test 8
2-3 Mutational screening of GJB1 10
2-4 Determination of causative mutations and in silico analysis 10
2-4 Clinical assessment 11

Ⅲ. Results 12

3-1 Identification of GJB1 mutations 12
3-2 Clinical manifestations 27
3-3 Electrophysiological findings 27
3-4 Clinical spectrum in CMTX1 patients with GJB1 mutations 30

Ⅳ. Discussion 33
V. References 35
국문초록 43