JNNP:SMARD1患者来源细胞的分子分析表明，无义介导的mRNA衰变受损

免疫球蛋白结合蛋白2（IGHMBP2）基因的双等位基因突变导致脑干和脊髓前角的运动神经元（MN）变性，导致I型呼吸窘迫（SMARD1）致命性脊髓肌萎缩症。患者表现出一定程度的表型变异，这一点尚未得到解释。目前尚无有效的治疗方法，了解IGHMBP2的功能对于确定特定疾病靶点至关重要。IGHMBP2是一种参与不同细胞过程的DNA/RNA解旋酶蛋白，但其确切功能尚不清楚。IGHMBP2与人类无义转录物调节因子同源物UPF相似，UPF1,2是无义介导的mRNA衰变（NMD）所需的核心复合物的一部分，NMD是一种翻译依赖性RNA降解途径，与肌萎缩侧索硬化（ALS）的不同亚型有关。

本文分析了8例携带不同IGHMBP2突变的SMARD1患者的成纤维细胞、诱导多能干细胞（IPSC）及其衍生的MN。所有类型的细胞都表现出IGHMBP2蛋白的明显缺陷，但没有mRNA。我们进一步证明，IGHMBP2转录本受NMD途径调节，从而导致SMARD1条件下的抑制。本文发表在《神经病学，神经外科学和精神病学杂志》上（Journal of Neurology, Neurosurgery & Psychiatry）。

使用CytoTune iPS V.2.0仙台重编程工具包（Life Technologies）将人类样本重编程为IPSC。然后按照快速多阶段方案获得脊髓MN。将IPSC和/或MNs用于标准western blot分析，并对抗人IGHMBP2（Millipore）和SMI-32（Millipore）以及末端脱氧核苷酸转移酶dUTP缺口末端标记系统（Promega）进行免疫组织化学。通过标准TaqMan qPCR分析评估IGHMBP2的表达。对于已知受NMD调控的转录本，使用SYBR绿色实时PCR。用2.5微克/毫升的转录抑制剂放线菌素D处理IPSC和/或MN，用100微克/毫升CHX处理6小时，用5微克曲尼司特（T0318-10MG）处理24小时。

无义介导的mRNA衰变（NMD）衰变

八名SMARD1患者。确定的突变包括四个错义突变和四个无义突变、三个点缺失、一个倒位突变和一个插入突变。收集了患者和三名未受影响受试者的外周血单个核细胞和/或成纤维细胞。成功地重新编程了四名患者的IPSC，并将其分化为MN，其表现出凋亡增加和轴突长度减少的病理特征。对患者和对照组的MNs、成纤维细胞和IPSC进行的Western blot分析显示了三条针对IGHMBP2的迁移带。为了确定SMARD1中IGHMBP2 mRNA的上调是否归因于mRNA周转受损，评估了IPSC中转录抑制后IGHMBP2 mRNA衰退的效果。放线菌素D治疗前后SMARD1 IPSC的mRNA比率增加，表明IGHMPB2转录物降解受损。通过阻断翻译间接抑制NMD的放线菌酮（CHX）治疗SHSY-5Y神经母细胞瘤细胞和对照IPSC，诱导IGHMBP2 mRNA水平增加，表明NMD调节IGHMBP2转录本。

与对照组相比，观察到SMARD1 MNs和IPSC中一组NMD靶基因的丰度增加。值得注意的是，NMD激活化合物曲尼司特显著降低了SMARD1 MNs和IPSC中的IGHMBP2表达，并挽救了MNs和IPSC中一些NMD靶点的mRNA积累。在对照组IPSC中，CHX对NMD的抑制导致NMD敏感转录物亚型（hnRNPL和TRA2B）的可变增加，这在SMARD1 IPSC中不太明显。SMARD1是一种罕见但致命的疾病，发病于儿童早期。它影响到下肢MNs，导致远端肢体瘫痪和呼吸窘迫。在本研究描述了八例新的SMARD1病例，并报告了两例之前描述的病例的更新数据。考虑到这种疾病的罕见性，这代表了大量SMARD1患者。在所有类型的细胞中，全长IGHMBP2蛋白的表达降低（降至<5%）。在涉及无义突变的病例中，IGHMBP2缺失，而在存在错义突变的情况下，该蛋白轻度减少。