Machado-Joseph病疾病病因

一、發(fā)病原因

　　已有的研究結(jié)果顯示，Machado-Joseph病基因(MJDl)定位于染色體14q32.1區(qū)，該基因第3外顯子靠近3端的一段是不穩(wěn)定CAG重復(fù)序列(C：胞嘧啶;A：腺嘌呤;G：鳥(niǎo)嘌呤)，編碼MJDl基因產(chǎn)物ataxin-3，即多聚谷氨酰胺鏈，ataxin-3的正常功能尚不清楚，其發(fā)生擴(kuò)展突變導(dǎo)致Machado-Joseph病，其CAG拷貝數(shù)是60～84(正常CAG拷貝數(shù)是14～47)，其編碼的多聚谷氨酰胺鏈可能是本病發(fā)病的蛋白質(zhì)基礎(chǔ)，對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)有毒性作用。

　　二、發(fā)病機(jī)制

　　有研究表明突變的ataxin-3可整合進(jìn)入培養(yǎng)的細(xì)胞及MJD患者腦受損區(qū)域，致使神經(jīng)元形成神經(jīng)元核內(nèi)包涵體(neuronal intranuclear inclusions，Nlls)，并可引起受染細(xì)胞死亡。

　　MJD是CAG重復(fù)序列引起的至少8種神經(jīng)變性疾病(Huntington病、SCA1等)之一，CAG重復(fù)數(shù)與病理改變嚴(yán)重性成正相關(guān)，這是Machado-Joseph病的重要特點(diǎn)，但NII形成與神經(jīng)元變性之間的關(guān)系尚不清楚。

　　Wang等的研究發(fā)現(xiàn)ataxin-3與兩個(gè)人類(lèi)酵母DNA修復(fù)蛋白的同系物RAD23、HHR23A及HR23B有相互作用，且ataxin-3與HHR23蛋白N-端的泛素樣區(qū)域相互作用，后者對(duì)核苷酸切除修復(fù)極其重要，另外，HHR23A通過(guò)與ataxin-3相互作用補(bǔ)充進(jìn)入由突變的ataxin-3形成的核內(nèi)包涵體。結(jié)果提示這種交互反應(yīng)與ataxin-3的正常功能有關(guān)，MJD中可能存在HHR23功能異常蛋白。

　　Isica等和Yasuhiro等比較了Machado-Joseph病患者6～12種組織的CAG重復(fù)序列發(fā)現(xiàn)不同組織的CAG重復(fù)數(shù)目存在差別，即Machado-Joseph病患者存在體細(xì)胞鑲嵌現(xiàn)象(somatic mosaicism，SM)，但未發(fā)現(xiàn)病變的選擇性與SM有關(guān)。1998年Cancel等的報(bào)道則認(rèn)為Machado-Joseph病患者也有可能不存在SM。 Lima等認(rèn)為高度重復(fù)的CAG單倍型與起病年齡早有關(guān)。

　　Van Alfen等報(bào)告了一荷蘭家族2代4人發(fā)病，其CAG重復(fù)序列數(shù)目為53～54，除最年輕的一例外均表現(xiàn)為伴肌纖維不自主收縮的不安腿綜合征和感覺(jué)運(yùn)動(dòng)性軸突性多神經(jīng)病。作者認(rèn)為其CAG重復(fù)數(shù)目與發(fā)病機(jī)制有關(guān)，且與其不安腿綜合征及周?chē)窠?jīng)損害有關(guān)。

　　周永興分析了來(lái)自4個(gè)家系的15例患者和18名健康人的基因編碼區(qū)3端的CAG(cytosine adenine guanine)重復(fù)序列，發(fā)現(xiàn)所有15例患者均存在CAG重復(fù)擴(kuò)展，其重復(fù)數(shù)目為72～86，與正常人(14～40)相比差異有顯著意義。另外，發(fā)現(xiàn)發(fā)病年齡與CAG重復(fù)數(shù)目呈明顯的負(fù)相關(guān)。臨床癥狀與CAG重復(fù)數(shù)目無(wú)明顯相關(guān)性。進(jìn)一步分析家系各代CAG重復(fù)數(shù)目時(shí)，發(fā)現(xiàn)CAG重復(fù)數(shù)目存在代間不穩(wěn)定性，這種不穩(wěn)定性是臨床遺傳早現(xiàn)現(xiàn)象的分子遺傳基礎(chǔ)。邵自強(qiáng)等研究和比較4例中國(guó)人Machado-Joseph病患者體內(nèi)30多種組織的CAG重復(fù)數(shù)目，結(jié)果提示Machado-Joseph病患者各種組織的CAG重復(fù)擴(kuò)展無(wú)差別，但CAG重復(fù)序列和其編碼的多聚谷氨酰胺鏈在病變神經(jīng)元和其他正常組織細(xì)胞中所起的作用不同;組織細(xì)胞對(duì)CAG重復(fù)序列和其表達(dá)產(chǎn)物多聚谷氨酰胺鏈致病作用的易患性可能在Machado-Joseph病病變中起重要作用。

　　病理改變：病理上中樞及周?chē)窠?jīng)均有廣泛損害，高度選擇性侵犯黑質(zhì)和蒼白球內(nèi)側(cè)、腦干和脊髓的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元和小腦齒狀核。表現(xiàn)為黑質(zhì)、齒狀核、腦橋、腦干腦神經(jīng)核、Clerke柱及前角細(xì)胞的變性，輕度膠質(zhì)細(xì)胞增生，少數(shù)可影響大腦皮質(zhì)、丘腦、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、下橄欖核及自主神經(jīng)中樞等。

　　病理的另一個(gè)特點(diǎn)是受累部位神經(jīng)元有核內(nèi)包涵體。盡管核內(nèi)包涵體的細(xì)胞毒性還有爭(zhēng)議，但神經(jīng)元核內(nèi)包涵體已成為CAG重復(fù)序列疾病的神經(jīng)病理特點(diǎn)，涉及神經(jīng)系統(tǒng)多種部位，這種彌漫性核病理標(biāo)志可出現(xiàn)在MJD、Huntington病、脊髓及球部肌肉萎縮等，提示這種核病理可能是一種特征性改變，在CAG重復(fù)序列疾病中的許多神經(jīng)元的核功能上發(fā)揮某種影響。

　　Yamada等用免疫組化方法證明，多聚谷氨酰胺擴(kuò)展延伸及大量累積為神經(jīng)細(xì)胞核內(nèi)包涵體，這些細(xì)胞核異常累及中樞和周?chē)窠?jīng)系統(tǒng)廣泛區(qū)域的許多神經(jīng)元，包括以前常規(guī)病理認(rèn)為不受累及的大腦皮質(zhì)、丘腦及自主神經(jīng)中樞等區(qū)域，這些通過(guò)多聚谷氨酰胺免疫組化方法證明的新的受累部位可能與最近臨床和神經(jīng)放射學(xué)提出的皮質(zhì)功能紊亂和自主神經(jīng)功能異常有關(guān)。

　　Fujigasaki等研究證明在兩種不同的情況下，ataxin-3補(bǔ)充進(jìn)入核內(nèi)，參與核內(nèi)包涵體形成的過(guò)程。在正常腦中，原始型ataxin-3存在于泛素陽(yáng)性核內(nèi)包涵體——Marines co體中，提示ataxin-3補(bǔ)充進(jìn)入核內(nèi)包涵體，甚至進(jìn)入缺乏病理擴(kuò)展的多聚谷氨酰胺鏈的神經(jīng)細(xì)胞核內(nèi)。在MJD腦中，用抗ataxin-3抗體、抗泛素抗體及單克隆抗體IC2等免疫組化分析識(shí)別擴(kuò)展的多聚谷氨酰胺鏈，結(jié)果顯示不同抗體識(shí)別的Nlls數(shù)量及直徑均不同。用雙精度的熒光免疫檢驗(yàn)法的免疫印跡法也證實(shí)了在同一包涵體內(nèi)的這些結(jié)果。這些結(jié)果提示擴(kuò)展的ataxin-3形成一個(gè)中心，而原始型的ataxin-3進(jìn)入核內(nèi)包繞該中心部分，再被泛素/ATP依賴(lài)途徑活化。在這兩種情況下，ataxin-3均可補(bǔ)充進(jìn)入核內(nèi)并形成核內(nèi)包涵體，提示ataxin-3可在作用于神經(jīng)細(xì)胞的某種應(yīng)激因素如老化及多聚谷氨酰胺鏈的神經(jīng)毒性作用下易位進(jìn)入核內(nèi)。

　　Coutinho報(bào)告一家系病理表現(xiàn)，除常見(jiàn)的病變部位外，尚有感覺(jué)中樞、中間內(nèi)側(cè)柱和薄束核、楔束核的變性。