PROC c.658C>T (p.Arg220Trp) novo突变导致的蛋白C分泌增多而活性缺陷介导的肠系膜缺血与肾梗死表型的家族性易栓症的遗传分析
论文摘要: 背景
蛋白C(Protein C,PC)是由肝脏合成的维生素K依赖性血浆糖蛋白,循环中以无活性的酶原形式存在。在凝血酶-血栓调节蛋白复合物的作用下,酶原形式的PC被转化为活化蛋白C(Activated Protein C,APC),后者是天然抗凝系统的核心成分。APC通过灭活凝血因子Va和VIIIa等途径发挥抗凝作用,并在维持血液流变学平衡中具有关键调节功能。遗传性蛋白C缺乏症(protein C deficiency,PCD)是一种常染色体显性遗传的血栓倾向性疾病,以反复发生静脉血栓栓塞症(venous thromboembolism,VTE)为主要临床特征。其发病机制主要归因于编码蛋白C的PROC基因功能缺陷。本研究聚焦于一个遗传性PCD家系,该家系的先证者表现出少见而严重的临床表型,包括缺血性肠病、肾梗死以及反复发作的动脉和静脉血栓。我们针对该家系开展了致病基因筛查与功能学鉴定研究。
方法
收集该易栓症家系成员的临床资料,对先证者外周血样本进行凝血功能检测,采用凝固法测定Protein S(PS)活性,发色底物法测定Protein C(PC)活性。通过Comprehensive second‑generation sequencing先证者筛查可疑责任突变,并进行Sanger测序验证家系成员基因突变,构建野生型与突变型PROC真核表达质粒并转染至HEK293T细胞。采用qRT-PCR、Western Blot及免疫荧光技术检测PROC mRNA稳定性、蛋白表达与亚细胞定位;并检测AKT/p-AKT信号通路的蛋白表达及磷酸化状态。利用Swiss-Model同源建模和NetPhos-3.1算法预测突变对PC三维结构及潜在磷酸化位点的影响。
结果
该家系中共发现两名患病成员。先证者为一名中年男性,临床上反复发生严重的动静脉血栓事件,包括肠系膜血管血栓所致的肠道缺血、肾动脉血栓形成以及深静脉血栓等,并检测到外周血PC活性显著降低。先证者的女儿年纪尚轻,已出现双下肢深静脉血栓形成,伴PC活性降低。通过基因检测,在父女二人中均鉴定出PROC的exon 7的一个致病性的杂合错义突变:c.658C>T(p.Arg220Trp),呈遗传共分离。体外细胞实验中c.658C>T突变导致PROC mRNA表达量及蛋白分泌量升高,但PC活性显著降低。突变组AKT总蛋白表达未见明显变化(p=0.304),而磷酸化p-AKT(Ser473)水平较野生型下降(p<0.0001),提示AKT信号通路磷酸化受抑。生信分析表明,p.Arg220Trp突变导致局部疏水性增强,破坏Ser223与激酶催化中心的电荷互补,显著降低其磷酸化概率。这一结构改变与功能分析相一致,支持该突变会影响蛋白C的正常抗凝功能及相关的细胞信号途径。
结论
PROC c.658C>T(p.Arg220Trp)突变通过损害PC抗凝活性、干扰PC/PS复合体稳定性及抑制AKT磷酸化,进一步导致PCD表型及血栓易感性。