努南氏症候群基因研究新進展─SOS1突變
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撰稿:蔣書娟
稿:李妮鍾/胡務亮醫師
97/ 05/ 23
努南氏症候群(Noonan syndrome)及相關的cardiofaciocutaneous症候群(CFC)的致病基因屬於RAS-ERK機轉中的成員;RAS基因可轉譯出鳥嘌呤核糖核三磷酸小結合蛋白(small GTP-binding protein),作為分子調控的開關。 細胞刺激可以經由RAS-GEF因子(guanine nucleotide exchange factor; 鳥糞嘌呤核甘酸交換因子)促進GDP-GTP交換而達到調控的目的。

PTPN11基因或KRAS基因獲得功能的突變(gain-of-function mutations; 會使基因的表現加強)而造成努南氏症候群,BRAF、MAP2K1或MAP2K2基因的突變則是會引起cardiofaciocutaneous症候群;這些疾病可能都是因為增加ERK的活化而造成。由體外實驗或老鼠的動物實驗中也發現,努南氏症候群的突變會加強ERK的活化。

努南氏症候群是單一基因突變引起先天性心臟病中最常見的疾病。其特徵有個子矮小、獨特的臉部、學習障礙及易罹患白血病等。將近50%的努南氏症候群病患,是由於PTPN11基因的發生獲得功能的突變所造成。PTPN11基因可轉譯出酪胺酸蛋白磷酸脢(SHP2),是MAPK機制活化所必需的酵素,而因RAS基因突變所造成的努南氏症候群比例則小於5%

最近的研究發現,在無PTPN11基因突變的努南氏症候群病患中,將近有20%具有SOS1基因的錯義的置換性突變(missense mutations);SOS1基因可轉譯出重要的RAS-GEF因子。在人類生殖細胞的體外實驗中發現,大部分SOS1基因的置換性突變,會干擾SOS1的RAS-GEF自動抑制調控的活性,且都是屬於獲得功能的突變;然而部分突變的致病機轉目前尚未明確。

在比較致病基因對臨床表徵的影響中發現,努南氏症候群患者的臉部特徵均為相似,但SOS1基因突變患者發生肺部狹窄的機率較高,而PTPN11基因突變患者心室中膈缺損比例較高。

努南氏症候群相關的SOS1基因突變,會使得轉譯產物對RAS及ERK活化有增強(enhance)作用。研究結果顯示,SOS1基因突變是努南氏症候群的致病原因,同時也發現到是第一個活化鳥糞嘌呤核甘酸交換因子(GTP-GEF)基因突變和人類疾病有關的例子,因而也提供一個對RAS-GEF調控研究上的新觀點。

參考文獻:
Amy E Roberts et al. Germline gain-of-function mutations in SOS1 cause Noonan syndrome. Nature Genetic, 39 (1), 70-74 (2007).

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