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在过去的年中,医生和研究人员在识别、理解和治疗常染色体隐性遗传疾病脊髓性肌萎缩症(SMA)方面取得了重大进展。虽然普遍可低α-运动神经元的病理性丧失(最常见于婴儿期或青春期)来区分,但SMA受影响的个体可能会出现临床上异质的症状谱。在最初记录后的最初年里,症状的多变表现无疑混淆了对这种疾病的单一和统一病因的认识。一般来说,运动症状表现为对称的,主要是近端和轴向肌肉无力,范围从致命的躯体和呼吸麻痹到轻微的步态异常。与这种疾病的多种表现相比,SMA只是一个相对简单问题的复杂表现。
SMA是一种单基因常染色体隐性遗传疾病,由对运动神经元(恰当地命名为存活运动神经元,或在高等灵长类动物中特别是SMN1)的活力至关重要的5q13基因纯合功能缺失或缺失引起。SMN蛋白的缺失会导致胚胎致死;因此,SMN是发育所必需的蛋白质。SMN基因的一个拷贝在大多数真核生物中是系统发育保守的,但人类拥有第二个SMN基因是独一无二的幸运。临床症状的范围通常归因于这种遗传旁系同源物生存运动神经元2(SMN2)的可变表达。SMN1与SMN2的核苷酸序列的最大差异是SMN2外显子7中第六个位置的翻译沉默胞嘧啶(C)到胸腺嘧啶(T)核苷酸转换。这种核苷酸转换修饰SMN2前mRNA剪接并促进成熟转录物的外显子7排除(图1)。SMN2外显子7跳跃发生是因为C到T转换阻碍了SF2/ASF结合的外显子剪接增强子(ESE)位点并创建了一个新的外显子剪接消音器(ESS)位点,剪接因子hnRNPA1/A2与之结合。交替剪接的SMNΔ7蛋白不稳定,自寡聚化效率低下,随后被降解。虽然SMN1选择性地产生全长SMN蛋白,但SMN2产生的蛋白质中只有约10%是全长SMN,其余90%是功能较弱的SMNΔ7剪接变体,会迅速被消除。由于功能性SMN蛋白的产量低,SMN2只能部分补偿SMN1的损失,因此SMA是由SMN蛋白的缺乏而不是完全耗尽引起的。
奇怪的是,SMN2拷贝数在人群中有所不同,范围从0到8个拷贝。这种变异性可能是由于染色体5q13区域的特征不稳定性。SMN基因座上每个额外的SMN2拷贝都有助于增加细胞内产生的功能性全长SMN蛋白的数量。在没有SMN1的情况下,SMN2表达的这种自然变异性允许临床SMA严重程度沿着主要由SMN2拷贝数决定的谱系存在。
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