Molekularne badanie genetyczne jałowej martwicy głowy kości udowej

Jałowa martwica głowy kości udowej (ANFH) jest wyniszczającą chorobą, która zwykle prowadzi do zniszczenia stawu biodrowego w trzeciej do piątej dekadzie życia (średni wiek 36 lat). Częstość występowania choroby nie jest znana, ale szacuje się, że w Stanach Zjednoczonych diagnozuje się od 10 000 do 20 000 nowych przypadków rocznie. Prawie połowa pacjentów ostatecznie wymaga wymiany stawu biodrowego przed 40 rokiem życia. Etiologia ANFH jest nieznana, ale wcześniejsze badania wskazywały, że dziedziczna trombofilia (zwiększona skłonność do tworzenia skrzeplin) i hipofibrynoliza (zmniejszona zdolność do lizy skrzeplin), spożycie alkoholu i stosowanie steroidów są czynnikami ryzyka ANFH.

Chociaż większość idiopatycznych przypadków ANFH jest sporadyczna, ostatnio zidentyfikowaliśmy trzy rodziny ANFH wykazujące dziedziczenie autosomalne dominujące. Za pomocą skanowania całego genomu uzyskano znaczący dwupunktowy wynik LOD wynoszący 3, 45 przy  = 0 między jednym rodowodem ANFH a markerem D12S85 na chromosomie 12. Mapowanie w wysokiej rozdzielczości przeprowadzono w drugiej rodzinie ANFH i powtórzono powiązanie z D12S368. Gdy zastosowano model penetracji zależnej od wieku, łączny wielopunktowy wynik LOD osiągnął 6,43 między D12S1663 a D12S85. Ponadto, stosując analizę haplotypów i wykrywanie mutacji na podstawie genów, zidentyfikowaliśmy gen kolagenu typu II, alfa 1 (COL2A1), jako gen choroby ANFH. Ponowne sekwencjonowanie genu kolagenu typu II (COL2A1) wykazało mutację glicyny z seryną w powtórzeniu G-X-Y kolagenu typu II u wszystkich dotkniętych osobników w trzech rodowodach. W rodowodzie I mutacja 3665G>A w eksonie 50 genu COL2A1 (numer dostępu w Genbank NM_001844) i podstawienie skutkowało zmianą kodonu Gly1170Ser (numer dostępu w Genbank NP_001835). Wykazano, że drugi rodowód zawiera tę samą mutację, ale zmutowany allel istniał w innym haplotypie. W trzecim rodowodzie mutacja 2306G>A wystąpiła w eksonie 33 genu (numer dostępu w Genbank NM_001844), powodując zmianę glicyny na serynę w kodonie 717 (numer dostępu w Genbank NP_001835).

Na tej podstawie proponujemy zbadanie patofizjologicznego mechanizmu (mechanizmów) dziedzicznego i sporadycznego ANFH. Główny nacisk tego projektu obejmuje: (1) Ustalenie linii komórkowych i modeli zwierzęcych w celu zbadania molekularnych podstaw patogenezy ANFH. (2) Przeprowadzanie analizy genetycznej sporadycznych przypadków ANFH, w tym osób idiopatycznych, spożywających alkohol lub wywołanych sterydami. (3) Wykorzystując gen COL2A1 jako cel, zaprojektujemy nowe metody leczenia i procedury przewidywania, aby poprawić postępowanie z pacjentami z ANFH.