JAG1基因中的单等位基因致病变异会导致常染色体显性管间质性肾病（ADTKD-JAG1）

《Kidney International Reports》：Mono-allelic pathogenic variants in JAG1 cause Autosomal Dominant Tubulo-interstitial Kidney Disease (ADTKD-JAG1)

　　ADTKD分子机制研究揭示JAG1致病变体与孤立肾病的关联，通过表达分析和ER应激检测发现疾病机制源于JAG1 haploinsufficiency而非蛋白毒性。

　　

露西·孟盖（Lucie Menguy）|劳伦特·于迪埃（Laurent Hudier）|穆罕默德·扎伊丹（Mohamad Zaidan）|贝特朗·克内贝尔曼（Bertrand Knebelmann）|约翰·A·塞耶（John A. Sayer）|朱莉安娜·阿尔西拉·加尔维斯（Juliana Arcila Galvis）|克里斯泰尔·阿隆德尔（Christelle Arondel）|奥蕾莉·胡梅尔（Aurélie Hummel）|纪尧姆·多瓦尔（Guillaume Dorval）|文森特·莫里尼埃尔（Vincent Morinière）|兰德里娜·富拉-皮图（Landrine Fula-Pitu）|基亚拉·格拉埃拉（Chiara Guerrera）|大卫·布奥布（David Buob）|莫德·拉贝兰（Maud Rabeyrin）|皮埃尔·马里琼（Pierre Marijon）|诺尔万·让-马凯（Nolwen Jean-Marcais）|克洛伊·福尼耶（Chloé Fournier）|让-保罗·杜昂·范·休恩（Jean-Paul Duong Van Huyen）|科琳·安蒂尼亚克（Corinne Antignac）|索菲·索尼尔（Sophie Saunier）|劳伦斯·海代（Laurence Heidet）

法国巴黎城市大学（Université Paris Cité）Inserm U1163研究所，遗传性肾脏疾病实验室（Laboratoire des Maladies Rénales Héréditaires）

摘要

引言

常染色体显性肾小管间质性肾病（Autosomal Dominant Tubulointerstitial Kidney Disease，ADTKD）是一种常见的单基因肾病，通常在中年时期导致肾功能衰竭。该病由至少五个基因的致病性变异引起。然而，尽管对UMOD、MUC1、REN、HNF1B和SEC61A1进行了彻底筛查，仍有25%至50%的家庭未能获得分子诊断。

方法

我们研究了203个ADTK家族的队列，以及来自“基因组英格兰10万基因组计划”（Genomics England 100,000 genomes）的病因不明的散发性肾病病例和慢性肾病5期病例。通过免疫标记、Western blotting、靶向RNA-seq和定量RT-PCR技术，研究了携带与孤立性ADTKD相关的JAG1致病性变异的患者肾脏和/或尿路上皮细胞（UREC）系中的JAG1表达情况。同时，通过分析UREC中的内质网（ER）蛋白BiP表达水平来检测内质网应激。

结果

在三个具有未明确ADTKD的大型家族中发现了与Alagille综合征相关的JAG1致病性或可能致病的变异；在散发性病例中也发现了其他罕见变异。在两个家族中，第四或第五代的一个婴儿被进一步确诊为Alagille综合征，但在23名患有孤立性肾功能衰竭（以及有肾脏活检结果的个体中患有肾小管间质性肾炎）的成人患者中，均未发现肝脏、胆管、心脏、眼睛或骨骼的明显缺陷。JAG1表达研究和内质网应激分析表明，尽管JAG1突变RNA的表达量较高，但肾小管间质性肾病并非由异常蛋白质的细胞毒性引起，而是由于半合子不足和功能丧失所致。

结论

JAG1致病性变异可能与孤立性肾小管间质性肾病相关。根据KDIGO指南，当JAG1变异导致符合ADTKD标准的孤立性慢性肾病时，应将其归类为ADTKD-JAG1。

引言

常染色体显性肾小管间质性肾病（ADTKD）是一种日益被认可的慢性肾小管间质性肾炎的原因，是一种遗传异质性疾病，其特征是免疫阴性的肾小管间质纤维化，并具有常染色体显性遗传家族史，排除其他原因（如药物肾毒性、感染和炎症性疾病）。¹临床表现缺乏特异性，表现为进行性慢性肾病（CKD）、无或轻度蛋白尿、尿液沉淀物稀少，以及肾脏大小正常或偏小，可能伴有或不伴有非特异性囊肿。肾功能衰竭（KF）的进展程度差异很大，大多数患者在30至50岁之间发展为肾功能衰竭。²

ADTKD由至少五个基因的致病性变异引起^2,3：UMOD（ADTKD-UMOD，OMIM#191845）、HNF1B（ADTKD-HNF1B，OMIM#614227）、MUC1（ADTKD-MUC1，OMIM#158340）、REN（ADTKD-REN，OMIM#613092）和SEC61A1（ADTKD-SEC61A1，OMIM#617056）。最初被报道为非典型常染色体显性多囊肾病的DNAJB11致病性变异也可能表现为ADTKD，其进展缓慢，通常在60岁以后出现肾功能衰竭。⁴最近的研究表明，APOA4致病性变异可导致常染色体显性髓质淀粉样变性，其特征是淀粉样蛋白沉积仅限于肾脏髓质，并表现为常染色体显性CKD，尿液沉淀物稀少。⁵此外，有研究报告指出，PAX2、SALL1、PKD2甚至IV型胶原基因的致病性变异也可能表现出类似ADTKD的症状。⁶然而，许多具有明显孟德尔常染色体显性遗传模式的家族仍未确定致病性变异（根据KDIGO报告，这类病例归为ADTKD-NOS）。²

患者、分子分析及组织样本

所有受试者均签署了书面知情同意书，同意进行分子遗传学分析。接受功能研究的个体也同意采集生物材料和组织样本。本研究遵循世界医学协会的《赫尔辛基宣言》（Declaration of Helsinki on human experimentation）进行。DNA、细胞和组织样本已录入法国研究部批准的Institut Imagine生物样本库（DC-2024-6350）。

统计分析

图表的统计分析使用GraphPad Prism v10软件完成。比较mRNA表达时采用了单因素方差分析（One-way ANOVA），随后进行Dunnett多重比较检验；比较JAG1蛋白表达及Tunicamycin对细胞影响时使用了单因素方差分析及Kruskal-Wallis多重比较检验。统计显著性检验的具体方法在图例中说明。

在一个家族中鉴定出与孤立性ADTKD相关的致病性JAG1变异

家庭1（Family 1）（图1）的索引病例的DNA数十年前就已存入实验室。该家族中有数名患者患有常染色体显性遗传的孤立性CKD（父子相传）。患者I-1、II-1、II-5和II-6数十年前因尿毒症去世。第三代和第四代患者的医疗记录显示无蛋白尿、无血尿，肾脏大小正常或偏小且无囊肿，多数患者伴有高尿酸血症和痛风。

讨论

我们报告了对203例无关ADTKD病例的分子筛查结果。在75%（152/203）的家族中发现了导致ADTKD的基因突变；在其他单基因肾病基因（IFT140、SALL1、PAX2、OCRL、COL4A5、COL4A3、ALG5、PBX1）中，这一比例为8%（16/203）。仍有35个家族未能获得明确诊断。我们发现了三个长期患有不明原因CKD的家族，这些家族因临床和生物学特征被转诊至我们实验室。

披露

所有作者均声明无利益冲突。

数据说明

本研究生成或分析的所有数据均包含在本文的正文和补充材料中。支持本研究结果的其他来源数据可向相应作者请求获取。所报告的变异将提交至ClinVar数据库。

致谢

我们感谢参与研究的各个家庭。感谢Jacques Boffa教授和Antoine Durbach教授提供两个家族相关个体的血液样本。非常感谢Marie-Claire Gubler博士在肾脏组织学分析方面的帮助，以及Pierre Isnard提供的年龄匹配的肾脏切片。同时感谢Michael Wiesener教授提供的抗MUCfs抗体，以及Julien Goustille提供来自第2家族患者的尿液细胞。