Mutational spectrum of NF1 gene in Korean patients with neurofibromatosis type 1

Abstract

[한글]

제 1형 신경섬유종은 가장 흔한 유전성 질환 중의 하나로 NF1 유전자의 돌연변이에 의해 유발되며 상염색체 우성으로 유전되는 질환이다. 약 3,000명당 한명꼴로 나타나며 신경성 섬유종, 커피색반점, axillary freckling, lisch nodule등의 증상을 동반하고, 한 가족 안에서도 임상적 증상이 매우 다양하게 나타난다고 알려져있다. NF1은 17q11.2 에 위치한, 350kb 크기의 유전자로 60개의 엑손으로 구성되어있으며, 11-13kb의 mRNA로 전사된 후 2,818개의 아미노산으로 이루어진 neurofibromin을 합성한다. neurofibromin은 ras-specific GTPase activating protein(GAPs)과 기능과 구조가 매우 유사한 GAP-related domain(GRD, 360 a.a)을 가지고 있으며, 이는 ras의 활성조절을 저하시키는 역할을 한다. 제 1형 신경섬유종의 30～50％가 NF1 유전자의 자연발생적인 돌연변이에 의해 나타나며 어떠한 유전질환 보다도 높은 돌연변이 발생 빈도를 보인다( ～1×104/gamete/generation). 그로인해 유전자가 규명된지 14년이 지났지만 돌연변이 위치에 대한 정보는 매우 한정적이다. 그 밖에도 유전자의 크기가 매우 크다는 점, homologous pseudogene의 존재 (10), 특정 위치가 아닌 매우 다양한 위치에서 돌연변이가 발생하는 특징으로 인해 돌연변이의 위치를 찾아내는데 어려움을 겪고 있다. 본 연구에서는 PCR, DHPLC, direct sequencing 방법을 통하여 36명의 NF1환자의 유전자 돌연변이를 분석한 결과 31명에게서 발병 원인 유전자를 찾아낼 수 있었다(86%). 분석결과 하나의 indel, 세종류의 insertion, 일곱종류의 deletion, 열여섯종류의 nonsense/miss sense mutations, 두종류의 splicing error, 열여섯 종류의 polymorphsim이 발견되었으며, 그 중 스물한종류의 돌연변이는 보고되지 않은 새로운 것이었다.

[영문]Neurofibromatosis type 1 (NF1) is one of the most common autosomal dominant disorder with an incidence of 1 : 3,500 which is caused by mutations in the NF1 gene. NF1 is characterized particularly by caf？-au-lait spots and fibromatous tumors of the skin. The NF1 gene is located on the chromosome 17q11.2 and spans approximately 350 kb of genomic DNA. It consist of 60 exons which translates into neurofibromin.Screening of mutations in NF1 gene is complicated because of the large size of the gene, the presence of pseudogenes, the great variety of possible lesions, and the lack of significant mutational clustering.We screened for mutations in 36 patients who are clinically diagnosed as neurofibromatosis type 1. The whole coding sequences and all splice sites were examined for mutations using DHPLC followed by direct sequencing of PCR products. Disruptive mutations were identified in 31 individuals with an overall mutation detection rate of 86%. The mutations included one indel (nt.4079), three insertions (nt.1233, 4159, 4630), seven deletions (nt.953, 1017, 1418, 1541, 2679, 2816, 3525), sixteen missense / nonsense mutations (192, 384, 386, 465, 467, 489, 616, 1403, 1619, 2157, 2197, 2237, 2426, 2429, 2483, 2496 codon) and two splicing error (IVS 25, 34). Sixteen unclassified polymorphisms were also detected. Twenty one (72.4%) of the identified disruptive mutations are novel. Eight mutations have been previously reported. It appeared that mutational spectrum of NF1 gene in patients is heterogeneous as previously shown in other populations. By using strategies for mutation screening in NF1 gene used in this study can easily be applied for clinical purpose.