Mutationsanalyse des PRKCG- SCA14)und FGF14-Genes(SCA27) mittels dHPLC bei Ataxie-Patienten

Abstract

Autosomal-dominante zerebelläre Ataxien (ADCA) bezeichnen eine heterogene Gruppe von neurologischen Erkrankungen. Punktmutationen im Gen der Protein Kinase C gamma (PRKCG) und des Fibroblastenwachstumsfaktors 14 (FGF14) sind für die Spinozerebelläre Ataxie 14 (SCA14) respektive 27 (SCA27) verantwortlich. Wir untersuchten mittels denaturierender Hochdruckflüssigkeits-chromatographie (dHPLC) Mutationen im PRKCG- sowie FGF14-Gen bei 48 deutschen Indexpatienten, bei denen häufig vorkommende CAG-Repatexpansionen (1, 2, 3, 6, 7, 8, 12 und 17) bereits im Vorfeld ausgeschlossen wurden. Molekulargenetische Untersuchungen des FGF14-Gen ergaben eine Variante im Exon 1a (c.124G>T, p.G42C). Es scheint jedoch, dass die Mutation nicht mit der Erkrankung segregiert, da die Veränderung in vorangegangen Analysen sowohl bei einem gesunden Familienmitglied als auch bei einer Kontrollprobe nachgewiesen werden konnte. Demzufolge entspricht der vorhergesagte Aminosäureaustausch eher einem seltenen Protein-Polymorphismus als einer pathogenen Mutation.

Vier bislang nicht beschriebene Mutationen konnten im PRKCG-Gen identifiziert und bei keinem der 528 Kontrollchromosomen nachgewiesen werden. Die Missense-Mutationen befanden sich in Exon 1 (R21K, C49Y), Exon 2 (C66Y) sowie Exon 4 (H116P) und befinden sich mit Ausnahme der Mutation R21K, die in der variablen Region V1 lokalisiert ist, in der hochkonservierten cysteinreichen C1-Region der regulatorischen Domäne der PRKCG. Der Phänotyp der Patienten äußert sich in einer langsam progressiven zerebellären Ataxie mit einem mittleren Alter bei Einsetzen der Erkrankung von 22,3 Jahren (Intervall: 5. – 32. Lebensjahr) mitunter vergesellschaftet mit einer peripheren Polyneuropathie, einer Alkoholunverträglichkeit oder einer Dysarthrie. Die SCA14 repräsentiert lediglich 1,26% (4/318) der deutschen ADCA-Familien. Gegenwärtig liegen 16 von 29 Mutationen im Exon 4 (55,2%) und 24 von 29 Mutationen in der C1-Region der PRKCG (82,8%), sodass bei zu starker Vorselektion auf einzelne Exons viele der Mutationen der PRKCG unentdeckt geblieben wären. Demzufolge ist eine Untersuchung des gesamten offenen Leserahmens der PRKCG bei Patienten mit langsam progressiver ADCA empfehlenswert.

Autosomal dominant cerebellar ataxias (ADCA) are a heterogeneous group of neurological disorders. Point mutations in the gene encoding protein kinase C gamma (PRKCG) and Fibroblast growth factor 14 (FGF14) are responsible for spinocerebellar ataxia 14 (SCA14) and 27 (SCA27) respectively. Using denaturating High Pressure Liquid Chromatography (dHPLC) we screened for mutations in the PRKCG and FGF14 gene, in a series of 48 ADCA index cases in whom CAG repeat expansions (1, 2, 3, 6, 7, 8, 12 and 17) were previously excluded. Molecular analysis revealed for the FGF14 a mutation previously reported in exon 1a (c.124G>T, p.G42C). But it appears that this mutation does not segregate and was found further both in a healthy family member and a control individual. Accordingly, the predicted amino-acid change will represent a rare protein polymorphism rather than a pathogenic mutation. Four new mutations were found in the PRKCG gene and were not detected on 528 control chromosomes. The missense mutations were identified in exon 1 (R21K, C49Y), 2 (C66Y) and 4 (H116P). All but one (R21K) were located in the evolutionarily highly conserved cystein-rich region C1 regions of the regulatory domain of the protein. The patients presented with a very slowly progressive cerebellar ataxia with a mean age at onset of 22,3 years (range 5 to 32 years), occasionally associated with peripheral polyneuropathy, alcohol intolerance or dysarthria. SCA14 represented only 1.26% (4/318) of Germany ADCA families. At present 16 from 29 mutations (55,2%) are localized in exon 4 and 24 of 29 mutations (82,8%) in the C1 region of the PRKCG, so that a strict preselection to several exons a lot of mutations would be undetected. Therefore, screening of the whole open reading frame is recommended in patients with a slow progressive ADCA, for which repeat expansions have been excluded.