A novel compound heterozygous NEB mutationin Korean patients with intellectual disability, epilepsy,and acongenital myopathy

Abstract

I examined a Korean family with complex phenotypes characterized by intellectualdisability,epilepsy,and generalized muscle weakness of early childhood onset. I performed several conventional genetic tests to detect chromosomal aberrations, gene copy number variations, and candidate gene and mitochondrial gene mutations. After finding no abnormality ,I conducted whole exome sequencing (WES)in this family. After filtering the WES data, I compared five exome sequences of two affected siblings, one unaffected sibling, and the unaffected parents, and I determined the allele frequency of the identified variants in an Asian population. Finally, I selected one candidate variant pair corresponding to an autosomal recessive genetic model. The two affected siblings had the same compound hetero zygous mutation in the NEB gene encoding nebulin, which was composed of two different novel missense mutations: c.2603T>C (p.L868P)in exon 27 and c.21340C>T (p.R7114W) in exon 143. As NEB gene mutations are known to cause autosomal recessive myopathies and the patients have generalized muscle weakness together with neurodevelopmental phenotypes, I concluded that this novel compound hetero zygote NEB mutation might be the disease-causing mutation underlying the patients’ clinical phenotypes.

목적: NEB 유전자는 2q23.3에 위치하며, 249kb크기로, 183개의 엑손으로 구성되어 세포 골격 기질인 네불린 단백질을 코딩하고 있다. 네불린 유전자의 돌연변이는 상염색체 열성 네말린 근병증 2형의 가장 흔한 원인이며, 현재까지 약 81개의 돌연변이가 보고되고 있다. 네불린은 골격근 외에 뇌를 포함한 다양한 조직에서 발현되고 있으나 지적장애, 뇌전증 등의 중추신경계 기능 이상을 보이는 NEB 돌연변이는 아직까지 보고된 바가 없다. 소아기 발병의 지적장애, 뇌전증 및 사지 마비를 보이는 새로운 NEB 돌연변이를 발견하여, 이를 보고하고자 한다. 대상 및 방법: 소아기에 발병한 지적장애, 뇌전증 및 사지 마비를 보이는 15세 여아와 동일한 증상을 보이는 1명의 남자 형제, 정상인 1명의 여자 형제와 2명의 부모로 이루어진 한 가계 5명을 대상으로 하였다. 염색체 이상, 유전자 복제 수 변이, 후보 유전자와 미토콘드리아 유전자의 돌연변이를 확인하기 위해 전통적인 유전학적 검사를 시행하였으나, 이상 소견을 발견하지 못하여 차세대 염기 서열 분석법인 엑솜 염기서열 분석을 시행하였다. 엑솜 염기서열 분석을 통해 환자와 정상인 여자 형제, 부모의 엑솜 염기서열을 서로 비교하여 원인이 되는 유전변이를 확인 하였다. 확인된 유전변이에 대해서는 생어 염기서열 분석을 통해 재확인하였고, Polymorphism Phenotyping v2 와 Sorting Intolerant from Tolerant방법을 통해 in-silico예측을 시행하였다. 결과: 상염색체 열성 유전형에 일치하는 한 쌍의 원인 유전변이를 발견하였다. 2명의 환자는 네불린을 코딩하는 복합 이형접합성 NEB 돌연변이를 가지고 있었으며, 엑손 27의 c.2603T>C (p.L868P)과 엑손 143의 c.21340C>T (p.R7114W)의 새로운 과오 돌연변이(missensemutation)였다. 결론: 본 연구를 통해 그동안 보고되지 않은 지적 장애와 뇌전증, 선천성 근병증과 관련된 새로운 복합 이형접합 NEB 돌연변이를 발견하였으며, 이후 유전형과 표현형의 상관관계에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.