中国の両側性小臼歯優勢家族における機能喪失型HOXA2変異の同定

Identification of Loss-of-Function HOXA2 Mutations in Chinese Families with Dominant Bilateral Microtia.

• Nuo Si
• Xiaolu Meng
• Xiaosheng Lu
• Xuelian Zhao
• Chuan Li
• Meirong Yang
• Ye Zhang
• Changchen Wang
• Peipei Guo
• Xue Zhang
• Bo Pan
• Haiyue Jiang

抄録

HOX遺伝子は、耳の発達を含む頭部形成のパターニングを司る重要な遺伝子である。小房は、外耳の構造の全部または一部が欠損していることを特徴とする先天性の耳の異常である。これまでのところ、聴力障害の有無にかかわらず、常染色体劣性または優性の小耳症を有する家族において、HOXA2の変異はわずか4例しか報告されていない。遺伝子型と表現型の相関関係を確認するためには、より多くの変異が同定される必要がある。ここでは、非対称性の両側性小耳症を有する中国の2家族を収集した。次世代シークエンシングにより、各家族に1つずつ、2つのヘテロ接合型ナンセンスHOXA2変異が同定された。1つの変異（c.637A>T, p.Lys213*）は新たに報告されたものであり、もう1つの変異（c.703C>T, p.Gln235*）は以前の報告と一致していた。マウスでは、Hoxa2は長距離エンハンサーに結合し、目や耳の発生に重要な転写因子であるHmx1遺伝子の発現を制御することができます。我々は、デュアルルシフェラーゼレポーターアッセイを用いて、両方のHOXA2変異がHMX1の長距離エンハンサーの活性化を損なうことを示した。本研究では、中国由来のHOXA2変異を有する初の両側性非対称性小耳症症例2例を報告し、新規変異を同定した。また、これらの無意味なHOXA2変異が、長距離エンハンサーと相互作用することで、下流の標的であるHMX1の活性化にどのように影響を与えるのかについても、分子的な知見を得ることができた。

HOX genes are important regulatory genes patterning head formation, including development of the ear. Microtia is a congenital ear anomaly characterized by lacking all or part of the structures of the outer ear. To date, only four HOXA2 mutations were reported in families with autosomal-recessive or dominant microtia, with or without hearing impairment. More identified mutations are needed to confirm the correlation between genotype and phenotype. Here, we collect two Chinese families with non-syndromic bilateral microtia. Next generation sequencing identified two heterozygous nonsense HOXA2 mutations, one in each family. One mutation (c.637A>T, p.Lys213*) is newly reported, while the other one (c.703C>T,p.Gln235*) is consistent with a previous report. In mouse, Hoxa2 can bind to a long-range enhancer and regulate expression of the Hmx1 gene, which is a crucial transcription factor in eye and ear development. Using dual luciferase reporter assays, we showed that both HOXA2 mutations have impaired activation of the long-range enhancer of HMX1. In the present study, we report the first two bilateral non-syndromic microtia cases with HOXA2 mutations of Chinese origin and identify a novel mutation. Our results also provide molecular insights about how these nonsense HOXA2 mutations could affect the activation of its downstream target HMX1 by interacting with the long-range enhancer .

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