Molekulárně genetická studie avaskulární nekrózy hlavice femuru

Avaskulární nekróza hlavice femuru (ANFH) je vysilující onemocnění, které obvykle vede k destrukci kyčelního kloubu ve třetí až páté dekádě života (průměrný věk, 36 let). Prevalence onemocnění není známa, ale odhaduje se, že ve Spojených státech je diagnostikováno 10 000–20 000 nových případů ročně. Téměř polovina pacientů nakonec vyžaduje náhradu kyčelního kloubu před 40. rokem věku. Etiologie ANFH není známa, ale předchozí studie ukázaly, že dědičná trombofilie (zvýšená tendence k tvorbě trombů) a hypofibrinolýza (snížená schopnost lýzy trombů), příjem alkoholu a užívání steroidů jsou rizikové faktory pro ANFH.

Ačkoli většina případů idiopatických ANFH je sporadická, nedávno jsme identifikovali tři rodiny ANFH vykazující autozomálně dominantní dědičnost. Skenováním celého genomu bylo mezi jedním ANFH rodokmenem a markerem D12S85 na chromozomu 12 získáno významné dvoubodové skóre LOD 3,45 při = 0. Mapování s vysokým rozlišením bylo provedeno v druhé rodině ANFH a replikovalo se spojení s D12S368. Když byl aplikován model penetrance závislý na věku, kombinované vícebodové skóre LOD dosáhlo 6,43 mezi D12S1663 a D12S85. Kromě toho jsme pomocí haplotypové analýzy a detekce mutací na základě genů identifikovali gen kolagenu typu II, alfa 1 (COL2A1), jako gen onemocnění ANFH. Opětovné sekvenování genu pro kolagen typu II (COL2A1) prokázalo glycin se serinovou mutací v repetici G-X-Y kolagenu typu II u všech postižených jedinců ve třech rodokmenech. V rodokmenu I mutace 3665G >A v exonu 50 genu COL2A1 (přírůstkové číslo Genbank NM_001844) a substituce vedly ke změně kodonu Gly1170Ser (přírůstkové číslo Genbank NP_001835). Ukázalo se, že druhý rodokmen obsahuje stejnou mutaci, ale mutantní alela existovala v jiném haplotypovém pozadí. Ve třetím rodokmenu se objevila mutace 2306G>A v exonu 33 genu (přírůstkové číslo Genbank NM_001844), což způsobilo změnu glycinu na serin v kodonu 717 (přírůstkové číslo Genbank NP_001835).

Na tomto základě navrhujeme studovat patofyziologický mechanismus (mechanismy) dědičného a sporadického ANFH. Hlavní zaměření tohoto projektu zahrnuje: (1) Vytvoření buněčných linií a zvířecích modelů pro zkoumání molekulárního základu patogeneze ANFH. (2) Provádění genetické analýzy sporadických případů ANFH, včetně těch, které jsou idiopatické, konzumenty alkoholu nebo indukované steroidy. (3) S použitím genu COL2A1 jako cíle navrhneme nová terapeutika a predikční postupy pro zlepšení léčby pacientů s ANFH.