Hydrolethalus综合征:HYLS1基因突变分析证实的21例神经病理学 2017-04-11 13:06:48

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通过Paetau,Anders Honkala,Heli; Saliten,Riitta; Ignatius,Jaakko; Kestila,Marjo; Herva,丽塔摘要Hydrolethalus综合征是一种严重的颅脑畸形致命畸形综合征,最常见的脑积水和无中线结构的其他经常发现是小颌畸形,多指和肺部Hydrolethalus综合征的缺陷裂片常染色体隐性方式是继承并使其通过在HYLS1基因这里的错义突变,我们报告的21基因确诊病例通常情况下,2个独立大脑半球可识别的神经病理学特征,但他们缺乏中线和嗅觉结构和用脑脊液时空的大量积累基部位于和枕叶是发育不全,和发育正常海马均未发现原始丘脑及基底节中线融合下丘脑错构瘤是一种常见的发现,以及脑干和小脑组织发育不全三例hydranencephalic,1例无脑畸形中线“钥匙孔”这个缺陷e头骨基底是一个不变的发现在组织学上,皮质是发育不良这种脑病理学模式,显然属于中线图案缺陷,似乎是对于具有干扰性神经系统,前脑化和迁移的特征而具有独特性

临床表型,系列中的所有案件进行中HYLS1关键词相同的纯合错义突变:Arhinencephaly,胼胝体发育不全,脑积水,Hydrolethalus综合征,丘脑错构瘤,中线模式缺陷,Occipitoschisis介绍Hydrolethalus综合征(HLS; MIM 236680)是一种致命的畸形综合征,于1981年在芬兰全国范围的梅克尔综合征研究中被描述(MIM 249000)(1)这两种综合征的特点是严重的中枢神经系统(CNS)畸形,多指畸形为主要研究结果显示,患有HLS的儿童没有肾脏的囊性发育不良或肝脏的纤维性变化,这是梅克尔综合征最常见的发现

临床上,HLS的特点是产前观察到大量的脑积水和大量的羊水过多;这些主要调查结果(即脑积水,羊水过多,和杀伤力)的记忆,该综合征被评为hydrolethalus Hydrolethalus综合征是在出生后的第一个小时或几天总是致命的,而且在许多情况下,它会导致早产死胎今天,大多数的由于早期超声波扫描可以检测到中枢神经系统畸形,因此终止妊娠

在超声检查中,胎儿的日期较小,但头部与身体其他部位成比例大

通常,大脑中线有缺陷或不可见在中线可以看到异常的液体空间颈部凸出,腿部的动作和姿势可能是异常的,伴有足部和内侧偏离双大脚趾(2,3)最近,一个错误的突变位于染色体11q242上的HYLS1基因被发现引起HLS(4)HYLS1由跨越17kb基因组区域的6个外显子组成,其具有几个可选的转录物

然而,每个转录物具有山姆仅由外显子6编码的翻译区域致病突变是导致外显子6中A至G转换的点突变

该突变导致天冬氨酸211的氨基酸取代为299个氨基酸的多肽的甘氨酸

具有迄今未被识别的功能的保守区域(4)Hydrolethalus综合征是芬兰富含的罕见常染色体隐性病症之一,共同形成芬兰疾病遗传芬兰的发病率至少为1:20000例(5)芬兰人口中该突变的携带频率在该国西部为11%,在芬兰中部和东部为25%(4)迄今为止,在芬兰已发现64例携带纯合子外显子6突变的病例

到目前为止,芬兰以外没有发现突变证实的病例

来自39个家庭的55名HLS患者的临床特征先前已经发表(5),但没有详细的神经病毒诊断的逻辑描述和分子遗传学确认在本研究中,我们基于通过HYLS1突变分析验证的21例病例,在HLS中呈现CNS中神经病理学发现的谱

 材料与方法受试者本研究经赫尔辛基医院区和芬兰Uusimaa联合管理局伦理委员会批准,获得了尸检样本的收集和研究的父母同意

父母双方都没有血缘关系研究材料包括档案在1981年至2008年期间收集的21例HLS病例的尸检标本(表1)许多样本,特别是那些来自人工流产的样本,很小且非常分散,因此难以详细研究

此外,特别是较旧的样本是仅作为当时选择的石蜡块提供因此,有时无法对重要区域进行重新取样所有病例均经过鉴定HYLS1基因后可能的突变分析证实(4)14例是人工流产,其妊娠年龄从12周到24周不等,其中一例是无脑胎儿,另外3例是水肿性胎儿其中2例为同胞7例妊娠后出生7例,妊娠期为33 + 5~40 + 6周,其中3例死产,4例存活

这4例存活1分钟至6天存活的婴儿6天出生在33 + 5周,有轻微表现她在新生儿重症监护病房接受治疗,她的HLS诊断仅在尸检时进行

系列中包括两个同胞对(病例2a,2b和6a,6b;表1)脑标本在中性10%甲醛中固定后研究脑标本在肉眼可见的解剖后,将选择的石蜡包埋的样品切成6至10μm并使用以下方法染色:苏木精和曙红,Luxol快蓝 - 甲酚紫和Holmes银浸渍使用针对以下抗原的单克隆抗体对选定的块进行免疫组织化学(IHC):胶质原纤维酸性蛋白(GFAP; M0761,6F2; Dako,Carpinteria,CA;稀释,1:300),神经丝蛋白质(SMI-32和SMI-311; Sternberger Monoclonals,Inc,Baltimore,MD;稀释液,分别为1:250和1:2500),巢蛋白(MAB5326; Chemicon,Temecula,CA;稀释度1:200),微管 - 相关蛋白2(MAP-2; M-4403; Sigma,St Louis,MO;稀释度,1:5000),calretinin(M7245,DAK-Calret 1; Dako;稀释度,1:50),上皮膜抗原(M0613, E29; Dako;稀释度,1:500),细胞周期相关增殖抗原Ki-67(MIB-1,M72) 40; Dako公司;稀释,1:50)和reelin(MAB5366; Chemicon;稀释,1:2500)用柠檬酸盐缓冲液进行GFAP和MAP-2预处理,用tris-EDTA进行其他抗体预处理检测试剂盒为Envision Advanced(Dako)对于除了reelin之外的其他抗体的GFAP和MAP-2和Envision(Dako),其中使用具有3-氨基-9乙基咔唑的Vectastain Elite ABC-kit(Vector Laboratories,Burlingame,CA)作为色原DNA分离DNA是使用标准方法从几种组织中分离并通过EZNA Tissue DNA Kit(Omega Bio-Tek,Lilburn,GA)根据制造商的说明从石蜡包埋的组织中分离

此外,辛烷DNA提取方法(6)(Arto Orpana,个人通信)在该方法中,首先用针从石蜡块中获得组织块

通过加入1ml辛烷(Fluka,Buchs,Switzerland)除去石蜡,然后加入100μl甲醇(离心)

,1分钟13,000转,2分钟),disca取上清液,加入400μl含有05%十二烷基硫酸钠,01mol / L NaCl,50mmol / L Tris-HCl(pH 80),20mmol / L EDTA的蛋白酶K缓冲液, 2mg / ml蛋白酶K(Roche,Basel,Switzerland)将混合物在55℃温育约48小时,在此期间涡旋几次,通过在95℃加热样品进行DNA提取

20分钟,然后10秒离心将400μl苯酚/氯仿/异戊醇(25:24:1)的混合物加入样品中,进行涡旋混合,并在11,000℃下离心5分钟

转速为4℃将上层相移至干净的管中,加入700μl20℃的无水乙醇,然后加入400μl02mol/ L的乙酸钠(pH加入管)通过轻弹和转动将管混合直至DNA沉淀将管在-80℃下孵育30分钟或在-20℃下孵育过夜 将样品以11,000rpm离心30分钟,弃去上清液,用-20℃70%乙醇洗涤沉淀2次,以11,000rpm离心20分钟

将DNA真空干燥并溶解于1小时Tris-EDTA缓冲液72小时HYLS1基因突变分析HYLS1基因外显子6中携带突变的区域进行聚合酶链反应扩增,并使用来自受影响个体的基因组DNA进行引物5'-AGAGAAGGAATGGGCTCTCC-3'和5'-ACCCCAGCGTAATTCCTTTC-3'(Sigma-Aldrich,Haverhill,UK)聚合酶链反应在25μl体积中进行,含有5μl4ng/μlDNA,10xPCR缓冲液含有15mmol / L的MgCl 2,2ml(Applied Biosystems,Foster City,CA),05μl25mmol/ L的MgCl 2,2ml溶液,25μl2mmol/ L的脱氧核苷

三磷酸盐,每种引物的25μl,20μmol/ L,和02μl的5U /μl的AmpliTaq Gold聚合酶(Applied Biosystems)

在94℃下进行10分钟的初始变性步骤,然后进行30个循环,94℃30秒,64℃至60℃(前3个循环64℃)接下来的2个循环为62 [℃],其余循环为60 [℃],持续30秒,72℃持续30秒,最终伸长率为72℃

7分钟在1%琼脂糖凝胶上分析反应产物用酶处理(ExoI / SAP; Applied Biosystems)然后使用ABI Big Dye v31(Applied Biosystems)化学和ABI 3730xl测序仪(Applied Biosystems)对两条链进行测序

序列通过Gene-Composer版本1101051分析

表1 HLS病例中的一般病理学发现结果一般尸检和遗传学发现材料中个体的中心数据和主要的一般病理结果列于表1中.HSLS1基因的测序分析显示所研究的所有21个HLS病例均为错义突变的纯合子,将天冬氨酸211变为甘氨酸

尸检时的病例非常均匀:头部大,头部多发性,手指和足部多发性,通常为拇趾双侧,颅底有钥匙孔状缺损(图1;表1)肉眼可见的神经病理学发现21例中有17例,主要发现是一种独特类型的脑积水,其中侧脑室广泛开放到半球间空间充满脑脊液这个空间被扩张和撕裂的蛛网膜覆盖(图2A-D)发现大脑半球位于颅底分开,形成“开放式”外观,上面有大量的脑脊液,特别是在这种情况下出生于怀孕的第二和第三个三个月(图2D)嗅球和大片总是缺席;我们仅观察到1例嗅觉单侧残留小的病例(病例13;表1)可以确定完整的半球间裂隙,表明半球切割;没有真正的alobar或semilobar holoprosencephaly的病例在系列中观察到没有上中线连合结构,胼um体,透明隔和穹窿缺失只有1例患者可以确定短而小的Probst前束(病例13;表1;图2E)基本上,丘脑和小基底神经节被广泛融合(图2F)没有一个病例有前连合在大多数情况下视神经和交叉发育不全详细的眼科病理学已有报道(7)在一些病例中,存在息肉状下丘脑错构瘤(表2)这些在过去三个月出生的一些病例中相当大(图2C)

在胎儿病例中,错构瘤难以观察,并且在许多情况下,仅确定了下丘脑板区域的隆起(图2B;表2)在任何情况下都看不到发育和可识别的乳头体垂体腺从缺失到正常变化

sella仅在少数情况下取样

在额顶区域,大脑的回转常常严重异常,颞区和枕区严重发育不良在大多数情况下,回转看起来粗糙,小胶质或结节(表2)正常发展无法识别海马或杏仁核 在丘脑和嘴侧中脑的交界处可见一个可能对应于发育不全的第三脑室的狭窄裂隙

在某些情况下,它似乎与狭缝状的导水管相通

菱形屋顶发育不全的特征被视为缺乏顶部结构;无法识别出四角区,脑干和小脑发育不全;中脑是脑干中最正常出现的区域大多数病例有狭缝状导水管和狭窄的脑积水在脑桥水平,tegmentum只有轻度萎缩,而基础pontis严重缩小

延髓也是小的,有狭缝状的第四脑室和严重狭窄的金字塔无法识别下橄榄小脑总是很小,在任何一种情况下都难以识别牙齿的核心(即头骨底部的裂隙)在枕骨的中线处是一个不变的发现

裂隙从枕骨大孔延伸,在颅底形成一个钥匙孔形状的开口(图1C);脑膜或小脑有时通过完整皮肤下颈部的缺损凸出图1图例性血小板综合征的表型变异(A)严重受影响的死胎,双拇指双侧和手足趾多发(案例16)(B)轻度受影响的女性生活6天的婴儿(病例13)(C)胎儿颅底基部的锁孔缺损(B)图2脑积水综合征的宏观神经病理学特征(A)胎儿脑标本的优越视图(案例2a) ;表1)前部融合的大脑半球在丘脑区域以明显的裂缝广泛分离中线结构缺失隆起的大脑弯曲突出,中脑四叉神经区域异常一个小的小脑(箭头)可见下面有一个开放的第四脑室(B)病例4胎儿脑标本显示基底脑结构箭头指向下丘脑板突出 - 错构瘤;有一个小的小脑(箭头)这个病例也表现出陡峭的菱形弯曲与后颅窝内容物和枕颞区发育不全(C)病例14的大脑基部显示缺少嗅球和束,在Sylvian裂隙中软脑膜异位和覆盖脑干的大型下丘脑错构瘤(星号)(D)在案例10中,有更广泛分离的半球,没有中线结构;只有脑膜残余穿过中线这表明HLS的经典开放式外观有一个小的小脑(箭头)(E)在病例13的这个前额冠状部分,有小的近端树桩的胼fib质纤维与一个小的纵向Probst束状元素(箭头)侧脑室周围结节性异位用箭头表示(F)病例13的后中丘脑冠状切片

皮质表面非常光滑,没有正常的回转;中线连合缺失,可见融合丘脑箭头指向小脑室周围结节性异位4例,主要肉眼可见无脑/脑水肿而非开放性脑积水(表1;病例6a,6b,9和12)伴有脑水肿的两个胎儿是同胞(病例6a和6b)两者都有基底枕骨,后者没有第一和第二颈椎的背弓和垂体一个无脑畸形的胎儿(病例12)有胶质血管组织颅底此外,该胎儿有腭裂,小颌畸形,张力过长,鼻子宽,手指后多发性,前足多指足,拇趾双相显微镜和免疫组织化学神经病理学发现撕裂的脑膜覆盖上部开放中线由上皮膜抗原阳性蛛网膜细胞和下层薄的胶质血管膜组成(图3A,B)软脑血管组织和MAP-2阳性(可能是神经元)元素(图3C,D)显示软脑膜组织中的主要中枢神经系统结果下丘脑错构瘤主要由神经元组成

一些神经胶质细胞,也包括一些较小的,可能不成熟的细胞和神经细胞(图4A)通过IHC,鉴定出稀疏的神经丝 - 阳性成熟神经细胞(图 4B),以及GFAP阳性星形胶质细胞(图4C)通过MIB-1免疫染色仅证实了低至中等增殖活性(图4D)

组织学上,大脑皮质未成熟,具有局灶性,主要是未分层的多聚微生物和也是lissencephaly类2区,紊乱的神经细胞玫瑰花结(图5A-F)和软脑膜异位大多数情况下有多边形区域和lissencephaly类型2区域和难以分类的紊乱区域异常神经细胞玫瑰花结常见于皮质区域,尤其是融合基底中线富含生发基质的区域

这些玫瑰花结通过MIB-1 IHC显示出高增殖指数

增强活性在玫瑰花结的腔附近突出(图5F)Calretinin阳性神经元簇突出在浅表皮质区;这些细胞也通过IHC主要表达reelin(图5G,H)皮质和融合丘脑中富含生发基质的区域,偶尔可见碎片,可能是凋亡细胞核

但这是一个次要特征,我们做了在这些病例中,未进行任何末端脱氧核苷酸转移酶介导的dUTP-生物素末端标记的片段化DNA检测图3案例13中证实了表面结构和小发育异常海马的脑积水综合征的组织学神经病理学特征(A)脑膜上皮细胞膜抗原阳性免疫染色来自上中线的残余表面(B)显示相同区域的胶质纤维酸性蛋白(GFAP)免疫染色显示薄脑膜中可能的异位胶质内层(C)脑底部表面显示大的软脑膜ba和脑组织表面之间的异位(星号),用GFAP免疫染色证明这里的胶质元素(D)相同的异位区域还包括对微管相关蛋白2(MAP-2)具有免疫阳性的神经元元件(E)通过发育不全的颞叶的中间部分显示微型齿状筋膜(箭头)(F)在略高的放大倍数下,小本部分见海马结构SMI-32神经丝免疫染色末端叶片中有星号石蜡切片,上皮膜抗原免疫组化染色(IHC),100×(A); GFAP IHC,100 x(B); GFAP IHC,40 x(C); MAP-2 IHC,40 x(D);苏木精和伊红,20 x(E)和SMI-32 IHC 40 x(F)ba,基底动脉图4羟基喹啉综合征中下丘脑错构瘤的组织学特征案例14(A)用苏木精和伊红染色,错构瘤由小的,圆形的,可能部分未成熟的神经元,可能是一些少突神经胶质细胞,毛细血管,星形胶质细胞和偶尔更大的锥体神经细胞的轻度结节区域(B)显示大的锥体神经元具有神经细丝SMI-311免疫染色;许多小圆形细胞也显示出少量核周细胞质的染色(C)由小神经细胞组成的结节(右侧)被神经胶质原纤维酸性蛋白(GFAP)阳性星形胶质细胞包围(D)只有少数细胞核被免疫标记用Ki-67 / MIB-1细胞增殖标记物未观察到有丝分裂的数字石蜡切片:苏木精和曙红,100×(A); neurofilament SMI-311免疫组化(IHC),400 x(B); GFAP IHC,100 x(C);和MIB-1,400 x(D)融合的丘脑相对于成熟的神经元成分有些稀疏细胞,但生发基质在中线突出

分离的半球中较高的生发基质区很少融合的侧边界

thalami在glioneuronal组织的未成熟区域继续没有尖锐的边界在某些情况下,有些区域模糊地与caudoputaminal区域相似

分离的半球的内壁被一个非常扁平和局部斑片状的室管膜层覆盖

这个室管膜层在大多数可检测到的半球的底部和下部;在广泛分离的半球的上部,它通常是完全扁平或缺失的,并且没有任何室管膜下基质层在许多情况下在开放的半球间空间的基底角处以及通常在该区域中看到正常外观的脉络丛的碎片第四脑室的正常视觉皮层无法在发育不全的枕颞区识别出来 仅在病例13(表1)中,一个较轻和近期病例,我们在内侧颞叶观察到一个微型齿状筋膜(图3E,F)未发现可识别的杏仁核,在脑干中,黑质在大多数情况下都可以看到神经元以及通常是狭缝状的导水管

基础桥也是组织学上严重萎缩的,包括在皮质脊髓束中(图6A)在延髓中,狭窄的被覆区域更为明显

是一个深裂缝状的第四脑室和大多数可识别的舌下神经核未能找到正常的下橄榄核,但是在极度扁平的小金字塔外侧存在可能的橄榄核神经元的小发育不良区域(图6B)

小脑皮质;分子层减少了;有不均匀分布的小浦肯野细胞,并且有一个稀疏的内部颗粒层(图6C,D)当它被识别时(仅在较老的近期病例中),齿状核发育不良(图6E)可能是由于胎儿小脑区的小脑区,也进行了旁矢状取样以包括齿状核困难脊柱组织学研究4例(病例2b,9,15和17)在宫颈部分,中央管呈狭缝状,后柱呈假性状,腹部有一条脊髓,1例颈部有背侧隆起(图6F),2条脊髓腰椎有双中央管(图6G)运动柱似乎正常填充(图6H)图5脑积水综合征(HLS)中发育不良皮质的组织学神经病理学特征(A)在la中可以看到具有丰富的胶质血管链(箭头)的微代结节性结构HLS的顶叶皮层案例2b(B)微管相关蛋白2(MAP-2)免疫染色显示偶然的不规则地理区域,有点类似于HLS皮质中的lissencephaly 2型病例13最上面,有一个异位的glioneuronal疣 - 如喷发(星号)(C)与胶原纤维酸性蛋白(GFAP)免疫染色的(A)相同的样品显示不规则的可能的放射状胶质细胞束(箭头)(D)与嵌套蛋白免疫染色的(C)相同的区域显示不规则和破坏的桡神经胶质结构束的相同外观(箭头)(E)在案例2a(F)的前外侧皮质中可以看到皮质板外部区域下有许多原始神经上皮玫瑰花结的紊乱皮层同样的玫瑰花结 - 在MIB-1染色中观察到的丰富区域在玫瑰花结的内腔区域中显示出非常高的增殖活性(G)在具有CR免疫染色的情况13的第1层中存在许多calretinin(CR)阳性神经元(箭头)

(H)几种CR阳性浅表神经细胞对reelin石蜡切片也是免疫阳性的:苏木精和曙红40×(A),MAP-2免疫组织化学(IHC),20×(B); GFAP IHC,40 x(C); nestin IHC,40 x(D);苏木精和伊红,100×(E); MIB-1 IHC,100 x(F); CR IHC,200 x(G);图6脑血管综合征(HLS)中的脑干,小脑和脊髓(A)在病例19中观察到明显变窄的基底部分有轻微的皮质脊髓束(星号)和更大的tg

B)一分钟发育不良的下橄榄可以看作只有一些神经元组(星号),而完全变窄的金字塔在案例13(C)的延髓右下角的这个星号下方中看到

所有层都变窄了HLS的萎缩性小脑皮层病例13(D)在(C)SMI-32神经丝染色的情况下可以看到小浦肯野细胞的斑片状分布(箭头)(E)具有不规则神经元链的发育不良的齿状核(箭头)在案例19(F)的小脑门中可以看到混合的基质样小细胞

病例17的颈髓显示出来自脐带后部的息肉状凸起(星号)和狭缝状中央管(箭头) )(G)来自Ca的腰脊髓图9显示了重复的中央管(箭头);箭头后面的后柱似乎杂乱无章(H)案例9的腹角显示正常出现的运动神经元,SMI-311神经细丝免疫染色(箭头) 石蜡切片:Luxol fast blue-cresyl violet(LFB),20 x(A);苏木精和伊红(H&E),40×(B); H&E,20 x(C); SMI-32神经丝免疫组织化学(IHC),100×(D); LFB,200 x(E); H&E,20 x(F); H&E,20 x(C);和SMI-311神经细丝IHC,100 x(H)tg表明tegmentum讨论HLS-发育解释的神经病理学这是第一个用HYLS1基因验证的21例临床定义系列中描述HLS神经病理学发现的研究突变分析典型病例显示开放式脑积水,具有广泛分离的半球,没有中线结构嗅觉发育不全,融合丘脑,下丘脑错构瘤,发育不全的后颅窝,以及明显的锁孔枕骨颅底缺损是额外的典型特征大脑皮层是未成熟和发育不良似乎有一种独特的脑病理学模式,当与该综合征的其他发现相结合时,能够在形态学上类似于综合征进行更具体的鉴别诊断.HLS中CNS异常的严重程度不同在频谱的一端,患者可能表现出大量畸形的大脑,或者可能伴有脑水肿或无脑畸形脑垂体可能表现为从缺失到正常的发现,下丘脑错构瘤可能从无到大变化而且有凸起但应该指出,错构瘤很难在早期胎儿中识别缺乏中线结构

大脑,大部分的颅面畸形,先天性心脏缺陷,呼吸道,双歧子宫及其他生殖异常的异常可视为中线发育场(8)的缺陷,以及神经病理学的研究结果表明,HLS属于中线图案缺陷(9)阑尾图形,胼call体发育不全和广泛分离的大脑半球可以解释为脑叶全脑畸形的特殊形式(9)但是,我们认为,因为所有的半球间裂都完全发展在HLS病例和半球的头端和上端,HLS与真正的holop病例分开rosencephaly(10)很难来评价开放中线的发病机制在HLS背神经管的开发也背侧前脑构图似乎涉及骨形态发生蛋白和Wnt蛋白,和音猬(SHH)信号传导途径,其参与中脑和前脑的腹侧模式(9)还有待确定HYLS1如何参与这些途径因为我们不认为HLS是一个真正的全脑畸形,除了其他缺陷外,它还会让我们失去发育不全胼call体的发病机制胼age体发育不全的发病机制在许多已知的综合征中也存在不确定性

(9)Hydrolethalus综合征还包括菱形屋顶发育不全的特征,考虑到中脑区域,其中没有可识别的常规语料库四叉神经.HLS中的皮质发育不良包括完全在早期病例中含有大量神经上皮玫瑰花结的未成熟皮质板,主要是未分层的多聚体yria以及一些区域让人联想到老年病例中的lissencephaly 2型(11,12)许多异位皮质和皮质下神经上皮的玫瑰花结,在腔内具有突出的增殖活性,代表了一个有趣的特征这可能意味着发展的异常持续信号背部神经管存在于HLS中,特别是在无组织和未成熟的区域中我们认为,这些玫瑰花结可能代表异常的微型“神经管”我们以前观察过类似的特征但在研究Meckel综合征时的形式较为温和(13)聚类在也出现在近期限HLS情况下1层钙结合蛋白阳性细胞也是值得注意的,因为大多数这些细胞也表达络丝,它们可以被视为卡哈尔-Retzius细胞卡哈尔-Retzius细胞在多小脑回的情况下,持久性已早先报道(14),它可能是迁移障碍的常见现象鉴别诊断Pallister-Hall综合征(PHS;由染色体7p13(15-17)的GLB基因的无义和剪接突变引起的MIM 146510与HLS最相似最近,在下丘脑错构瘤中也报道了GLB中的体细胞突变(18,19)

 下丘脑性成神经细胞瘤是PHS的特征,也可见于HLS(16,20-22)

在HLS病例中,我们认为下丘脑错构瘤代表与PHS相似的现象,但当时名为hamartoblastoma的名称是选择,IHC和增殖研究没有使用在HLS中,错构瘤没有侵入更深的脑基础结构,但它们可以被视为妊娠晚期的息肉样突起和肿瘤样肿块通过IHC,它们包含许多显示神经元和胶质细胞分化,一些少突胶质细胞样细胞,和一些分化程度较低,更不成熟的元素MIB-1 IHC评估的增殖活性仅为低至中度,并且在最近的下丘脑错构瘤研究中未见有丝分裂数据(23)教科书(10),PHS也包括在这类病变的讨论中

此外,最新的世界卫生组织CNS分类不包括术语hamartoblastoma (24)因此,我们将HLS中的病变指定为“下丘脑错构瘤”除了错构瘤/ hamartoblastoma之外,HLS和PHS之间的其他共同特征是多指,小颌畸形,偶尔的唇裂/唇腭裂,肺部异常肺叶和心脏缺陷Pallister-然而,霍尔综合征患者似乎没有表现出HLS典型的开放性脑异常,并且PHS患者通常也表现出HLS中未见的肾脏异常和肛门闭锁

眼睑综合征也与HLS具有一些共同特征(25- 28)并且据报道显示GLB突变(29)所谓的全脑 - 脑 - 脑细胞瘤成神经细胞瘤关联显然是异质性的,并且一些被诊断患有这种病症的患者可能与HLS中的途径共享共同的病理生理途径(30)此外,其他一些综合征分享CNS中线畸形特征,包括口腔 - 面部 - 数字综合症(OFD)IV型(Mohr-Majewski或Baraitser-Burn)综合征; MIM 258860)(31);这种综合征的1例与枕骨关节炎有关(32)然而,在我们的系列研究中,基底枕劈裂是HLS中常数和几乎特征性的发现,应该特别识别它在X射线上很容易看到,这是一个信息和实用检查疑似HLS病例(33)OFD VI型(Varadi-Papp综合征; MIM 277170)也与HLS共有特征一个常见的发现是双侧拇趾,而OFD VI型患者也表现出脑畸形在神经病理检查中,然而,他们显示小脑中线间隙和缺乏蚓部,但与HLS不同,不表现出大脑异常(34)Muenke等(35)描述了PHS,HLS和OFD VI型重叠特征的病例,表明诊断困难这些表型然而,HLS中的恒定致死性是一个重要的特征,它区别于前面讨论的实体的多个案例多重表型的概念,脑科学-acro-visceral早期致死性多重综合征,已被建议用于共享这些综合征中常见的几个特征的病例(36)HYLS1基因突变的影响HYLS1是一种编码蛋白质的新基因,其功能目前未知因为1氨基酸变化导致严重的致死性畸形综合征,然而,HYLS1必须在胎儿发育中起关键作用我们先前对该蛋白质的计算机分析表明突变氨基酸所在的位点在来自Caenorhabditis的不同直向同源物中是高度保守的

线虫对人类;蛋白质的等电点以突变形式改变,蛋白酶切割位点在突变区域丢失

(4)我们还用PolyPhen(多态性表型分析)程序研究了突变对蛋白质的影响,预测了D211G可能会对蛋白质造成损害所有这些研究都支持突变位点对蛋白质结构和功能的重要性通过原位研究证实了Hyls1基因在小鼠中的表达谱(4)并与之相关HLS的神经病理学发现小鼠胚胎在中枢神经系统中表现出强烈的表达,包括端脑,中脑,髓质,发育中的皮质,脉络丛和神经节隆起

另外,3个月大的成年小鼠的脑切片显示表达在海马区域 因此,HYLS1的表达模式与HLS病例中的神经病理学异常之间存在显着相似性,包括缺失的中线结构,具有迁移受扰特征的发育不良皮质区域,以及缺失或极度发育不良的海马体因为放射状胶质细胞是正常迁移所必需的

新皮质发育过程中的神经元(37),HLS中由GFAP和巢蛋白IHC证实的紊乱和破坏的放射状神经胶质纤维最有可能导致HLS患者CNS发展过程中神经元迁移的严重缺陷有趣的是,一些参与细胞周期调控的基因和细胞当基因的表达水平异常时,迁移(例如细胞周期蛋白D1)也可能是致癌行为的一部分(38,39)这可能至少部分地解释了错构瘤,以及大脑中神经上皮的玫瑰花结的发现(即HLS脑中的神经上皮玫瑰花结构表明在伯爵中有严重的紊乱y神经元发育的阶段影响发育中胎儿中线结构的主要发现可能表明在SHLS信号通路中对HYLS1的作用Castori等(30)也提出SHH通路尽可能用于HYLS1,因为HLS和HLS的重叠发现

holoprosencephalydiencephalic hamartoblastoma然而,问题仍然在于HYLS1途径的哪一部分,因为SHH途径中任何一个步骤的缺陷可能导致相似的临床表型,可能是因为对下游靶基因的功能相同的影响(40)如前所述值得注意的是,胼call体发育不全的发病机制尚不确定(9)因此,目前很难推测胼call体的发育不全,以及HLS的其他中线缺陷是如何发生的,无论是原发还是继发HYLS1功能障碍的影响然而,HLS病例中胼call体的缺失可能表明轴突的严重缺陷因为大脑中的半球间轴突投影是在这部分进行的

这将进一步使HYLS1成为轴突导向机制的一部分

突变证实的HLS病例的现有材料显示CNS的谱中存在显着变化

畸形对于HLS的整体表型变异也是如此,尽管芬兰的HLS是由所有病例中的相同错义突变引起的

应该考虑表型变异可能是由胎儿发育期间未知遗传或环境因素等次级效应引起的结论HLS的神经病理学模式是独特的,锁孔缺陷和下丘脑错构瘤都是罕见的关键发现,其存在可能是HYLS1基因突变研究的原因

在HLS中看到的神经病理学模式具有相当稳定的发现组合,明确地将这种综合症与中线图案缺陷联系起来它显示出特征多阶段缺陷:背侧神经管发育,前脑模式和迁移尽管HYLS1蛋白的确切功能及其所属的途径目前尚不清楚,但突变的严重影响表明HYLS1在胎儿发育中的重要作用希望将来进一步研究HYLS1功能和可能的动物模型将提供新的发现并揭示该综合征的神经病理学,并为我们提供有关参与胎儿发育重要步骤的信号途径和分子作用的基本信息

致谢作者感谢芬兰赫尔辛基赫尔辛基大学病理学系医学博士Olli Tynninen对数字图像的宝贵帮助;芬兰赫尔辛基HUSLAB分子遗传学实验室的Arto Orpana,博士,提供有用的技术建议;和Ritva Timonen,芬兰赫尔辛基国家公共卫生研究所分子医学系,提供出色的技术支持参考文献1 Salonen R,Herva R,Norio R Hydrolethalus综合征:基于28例患者的“新”致命畸形综合征的描述Clin Genet 1981; 19:321-30 2 Hartikainen-Sorri AL,Kirkinen P,Herva R产前检测血小板综合征Prenat Diagn 1983; 3:219-24 3 Ammala P,Salonen R孕早期诊断为咯血​​综合征超声波Obstet Gynecol 1995; 5:60-62 4 Mee L,Honkala H,Kopra O,et al Hydrolethalus综合征是由新基因中的错义突变引起的HYLS1 Hum Mol Genet 2005; 14:1475-88 5 Salonen R,Herva R Hydrolethalus syndrome J Med Genet 1990; 27:756-59 6 Finke J,Fritzen R,Ternes P用于从福尔马林固定,石蜡包埋组织进行RNA分析的改进策略和有用的管家基因PCR Biotechniques 1993; 14:448-53 7 Kivela T,Salonen R,Paetau A Hydrolethalus:中线畸形综合征伴视神经缺损和发育不良Acta Neuropathol(Berl)1996; 91:511-18 8 Opitz JM,Gilbert EF CNS异常和中线作为“发育领域”Am J Med Genet 1982; 12:443-55 9 Ming JE,Golden JA Midline patterning缺陷在:Golden JA,Harding BN,eds Developmental Neuropathology Basel,Switzerland:International Society for Neuropathology(ISN)Neuropath Press,2004:14-25 10 Norman MG,McGillivray BC,Kalousek DK,et al Congenital Malformations of the Brain Pathologic,胚胎学,临床,放射学和遗传学方面纽约,纽约:牛津大学出版社,1995年11 Golden JA Lissencephaly type 1 In:Golden JA,Harding BN,eds Developmental Neuropathology Basel,Switzerland:国际神经病理学会(ISN)Neuropath Press,2004:34-41 12 Golden JA Lissencephaly 2型(鹅卵石)在:Golden JA,Harding BN,eds Developmental Neuropathology Basel,Switzerland:国际神经病理学会(ISN)Neuropath Press,2004:42-48 13 Paetau A,Salonen R,Haltia M Meckel综合征的脑病理学:对59例Clin Neuropathol 1985的研究; 4:56-62 14 Eriksson SH,Thorn M,Heffernan J,et al Persistent reelin-表达Cajal-Retzius细胞在polymicrogyria Brain 2001:124:1350-61 15 Kang S,Graham JM Jr,Olney AH,等人GLI3移码突变导致常染色体显性遗传Pallister-Hall综合征Nat Genet 1997; 15:266-68 16 Johnston JJ,Olivos-Glander I,Killoran C,等人Greig cephalopolysyndactyly和Pallister的分子和临床分析 - 霍尔综合症:健壮的表型pr GLI3突变的类型和位置的描述Am J Hum Genet 2005; 76:609-22 17 Kang S,Alien J,Graham JM Jr,et al Linkage mapping and phenotypic analysis of autosomal dominant Pallister-Hall syndrome J Med Genet 1997; 34:441-46 18 Wallace RH,Freeman JL,Shouri MR等,GLI3中的体细胞突变可引起下丘脑错构瘤和间质性癫痫发作神经病学2008:70:653-55 19快乐SJ,Guerrini R下丘脑错构瘤和刺猬:不笑物理神经病学2008; 70:588-89 20 Biesecker LG,Graham JM Jr Pallister-Hall综合征J Med Genet 1996; 33:585-89 21 Hall JG,Pallister PD,Clarren SK,et al先天性下丘脑性成神经细胞瘤,垂体功能减退症,肛门闭锁和postaxial polydactyly-一种新的综合症

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