遗传性非息肉病大肠癌2型
MLH与大肠杆菌MutL基因同源,并参与DNA错配修复。MLH1基因中的杂合突变导致遗传性非息肉性结直肠癌2(HNPCC2; 609310)(Papadopoulos等,1994)。
细胞遗传学位置:3p22.2
基因座标(GRCh38):3:36,993,486-37,050,845
Location | Phenotype | Phenotype MIM number |
Inheritance | Phenotype mapping key |
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3p22.2 | Colorectal cancer, hereditary nonpolyposis, type 2 | 609310 | 3 | |
Mismatch repair cancer syndrome | 276300 | AR | 3 | |
Muir-Torre syndrome | 158320 | AD | 3 |
▼ 克隆和表达
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在发现细菌和酵母菌的mutS基因的人类同源物具有导致遗传性非息肉性结直肠癌(HNPCC1; 120435)的突变后,Papadopoulos等人(1994)搜索其他人类错配修复(MMR)基因。对源自随机cDNA克隆的EST数据库进行的一项调查显示,另外3个人类MMR基因与细菌mutL基因有关。这些基因之一是MLH1。其他2个基因与酵母mutL同系物PMS1的相似性略高,因此分别命名为PMS1(600258)和PMS2(600259)。
Genuardi等(1998)描述了MLH1基因的正常可变剪接并且报道了在各种组织类型中存在的许多剪接变体。他们观察到剪接变体缺少外显子6 / 9、9、9 / 10、9 / 10 / 11、10 / 11、12、16和17。表达水平在不同样品中有所不同。在43%至100%的单核血细胞样本以及其他组织中发现了所有同工型。作者告诫说,了解并非由基因组DNA改变引起的多个可变剪接事件的存在对于评估基于RNA分析的分子诊断测试的结果非常重要。
▼ 基因功能
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高变H6大肠肿瘤细胞在链特异性错配修复方面存在缺陷,并且在人MLH1基因的两个等位基因中均存在缺陷。李和莫德里奇(1995)纯化到接近同质的HeLa细胞活性,可补充H6核提取物以恢复代表8个碱基错配以及许多滑动链,插入/缺失错配的一组异源双链DNA的修复能力。活性在分离过程中表现为单一种类,并与85和100 kD的蛋白质共纯化。微序列分析表明这两种蛋白都是细菌MutL的同源物,前者对应于人MLH1产物,后者对应于人PMS2或密切相关的基因的产物。2种多肽的1:1摩尔化学计量关系及其流体力学行为表明形成了异二聚体。这些观察结果表明人类MutL同源物家族成员之间的相互作用可能受到限制。
Wang等(2000)使用免疫沉淀和质谱分析来鉴定BRCA1(113705)相关蛋白。他们发现BRCA1是肿瘤抑制因子,DNA损伤传感器和信号转导子的大型多亚基蛋白质复合物的一部分。他们将这个复合物BASC命名为“与BRCA1相关的基因组监视复合物”。在复合物中鉴定出的DNA修复蛋白包括ATM(607585),BLM(604610),MSH2(609309),MSH6(600678),MLH1,RAD50(604040)-MRE11(600814)-NBS1(602667)复合物和RFC1(102579)-RFC2(600404)-RFC4(102577)复杂。Wang等(2000年)建议BASC可以作为异常DNA结构的传感器和/或作为复制后修复过程的调节剂。
同源染色体之间的减数分裂重组产生交换和非交换产物,其产生于双链断裂(DSB)的形成,并且源自不同的DSB修复途径。Guillon等(2005)分析了小鼠卵子发生和精子发生中的交叉和非交叉现象,并确定交叉和非交叉途径均依赖于Spo11(605114)。Mlh1是大多数交叉的形成所必需的,但非交叉则不是。其余5%至10%的交叉产品不需要Mlh1。Guillon等(2005年)得出的结论是,主要的交换途径需要MLH1来进行交换形成和异源双链DNA的错配修复。
MutL-α是MLH1和PMS2的异二聚体,是错配修复所必需的。Kadyrov等(2006年)将人类MutL-α鉴定为以DNA错配,MutS-α(参见609309),RFC,PCNA(176740)和ATP依赖的方式激活的潜在核酸内切酶。该4-蛋白系统切开有切口的异源双链体强烈地偏向该切刻的链。然后,通过MutS-α激活的核酸外切酶1(EXO1; 606063)的5到3引物活性除去包含2条链断裂的含错配的DNA片段。通过突变分析,Kadyrov等(2006)映射核酸内切酶活动站点到在PMS2的一个保守的主题。
Germano等(2017)大肠,乳腺癌和胰腺小鼠癌细胞中的基因失活的MLH1。失配修复(MMR)缺陷细胞的体外生长和免疫受损小鼠移植后的生长情况与其熟练的同类细胞相当。相比之下,MMR缺陷型癌细胞移植到同系小鼠中后生长不良。MMR的失活增加了突变的负担并导致了动态突变图谱,从而导致了新抗原在体外和体内的持续更新,而MMR熟练的细胞随着时间的推移表现出稳定的突变量和新抗原图谱。当已将MLH1灭活的癌细胞积聚了几代新抗原时,免疫监测得到改善。如果仅限于克隆人群,MMR驱动的新抗原的动态产生进一步增强了免疫监视。MMR的失活是由对临床药物替莫唑胺的获得性耐药性驱动的,突变负荷增加,促进人结肠直肠癌中新抗原的持续更新,并引发了小鼠模型的免疫监视。Germano等(2017)得出结论,靶向DNA修复过程会增加肿瘤细胞中新抗原的负担。
▼ 生化特征
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Ban和Yang(1998)确定了大肠杆菌MutL的40 kD N端片段的晶体结构,该片段保留了MutL家族中的所有保守残基。MutL的结构与DNA旋转酶的含ATPase片段的结构同源。作者证明MutL与ADP和Pi结合并水解ATP。MutL家族中导致DNA错配修复缺陷和易患癌症的突变主要发生在推定的ATP结合位点。Ban和Yang(1998)也提供了证据,证明围绕ATP结合位点的柔性但保守的环在ATP水解后发生构象变化,从而调节MutL与修复机制的其他组件之间的相互作用。
埃里森等(2001年)在酿酒酵母中进行了定量体内DNA错配修复(MMR)测定,以确定在人群中观察到的MLH1和MSH2基因中氨基酸置换的功能意义。先前在人类基因中观察到的错义密码子被引入酵母MLH1或MSH2基因的同源残基处。发现了三类错义密码子:(i)功能完全丧失,即突变;(ii)与野生型蛋白质没有区别的变体,即沉默多态性;(iii)以降低的效率支持MMR的功能变体,即效率多态性。酵母的功能结果与有关错义密码子渗透的现有人类临床数据之间存在良好的相关性。
使用生物信息学分析,Kosinski等(2010年)确定MLH1和PMS2的二聚化是通过其C端结构域发生的,并且涉及MLH1中的531至549和740至756残基,以及PMS2中的679至699和847至862残基。
▼ 基因结构
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Han等(1995)报道了人MLH1基因由19个编码外显子组成,跨度约100 kb。外显子1至7包含一个在酵母MLH1和PMS1基因中高度保守的区域。
▼ 测绘
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Papadopoulos等(1994年)通过荧光原位杂交将MLH1基因定位到3p21.3号染色体。Bronner等(1994年)通过荧光原位杂交将MLH1基因定位到同一区域3p23-p21.3。
▼ 分子遗传学
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MLH1到3p21的定位非常有趣,因为该区域的标记已与多个家族的遗传性非息肉性结肠癌相关(Lindblom等,1993)。在MLH1基因中寻找突变,Papadopoulos等(1994)进行了淋巴母细胞RNA的RT-PCR分析,并直接在与3p标记关联的10个HNPCC亲属中对该基因的编码区进行了测序。来自7个芬兰血统的所有受影响个体均表现出578至632位密码子的杂合缺失。这7个血统中的5个可以追溯到一个共同的祖先,另外2个血统中存在相同的推测缺陷也支持了“创始人效应”。对于芬兰人口中的许多HNPCC病例。发现密码子578至632构成一个外显子,已从7个亲缘族的1个等位基因中删除。这个外显子编码在酵母MLH1相同位置发现的几个高度保守的氨基酸。在另一个与3p连锁的家庭中,Papadopoulos等人(1994)观察到从密码子727的第一个位置开始的4个核苷酸的缺失,并产生了移码,且新的终止密码子位于下游166个核苷酸。结果,MLH1的C端19个氨基酸被53个不同的氨基酸取代,其中一些由通常在3个引物非翻译区的核苷酸编码。另一个亲缘种在密码子755和756之间显示了4-核苷酸插入。这种插入导致开放解读码组的移码和延伸,以包括正常终止密码子下游的99个核苷酸。一种细胞系显示密码子252从TCA转变为TAA,导致丝氨酸转变为终止子(120436.0001)。
同时孤立地,布朗纳等(1994年)同样牵涉到人类的MutL同源物,MLH1,以HNPCC的形式对应到3p。在1个染色体3连锁的HNPCC家族中,他们在受影响的个体中表现出错义突变(120436.0002)。
Han等人使用PCR-SSCP分析和DNA测序技术检查了34名来自HNPCC家系的无关癌症患者的DNA中MLH1基因的整个编码区(1995年)发现8个种系突变(24%):4个错义突变,1个会影响剪接的内含子突变和3个移码突变,导致突变位点下游的基因产物被截断。
Maliaka等(1996年)确定了俄罗斯和摩尔达维亚HNPCC家族中MLH1和MSH2基因的6种不同的新突变。这些突变中的三个发生在CpG二核苷酸中,并导致进化保守的残基中的提前终止密码子,剪接缺陷或氨基酸取代。对包括新数据在内的已发表突变的汇编进行的分析向作者建议,MSH2和MLH1基因编码区内的CpG二核苷酸是单碱基对取代的热点。
Wijnen等人通过对不相关的HNPCC家族的研究(1996年)评论说,尽管MSH2基因突变的谱是异质的,但在包含外显子15和16的区域发现了MLH1突变簇,这占迄今为止所述的所有孤立MLH1突变的50%。他们说,他们的发现对临床遗传服务的设计具有很大的实用价值。
Nystrom-Lahti等人通过筛选展示HNPCC的芬兰家庭成员来诱使MSH2和MLH1中的种系突变(1995年)表明MLH1中的2个突变合起来达到国际诊断标准的亲戚的63%(19/30)。一种突变最初显示为包含外显子16的MLH1 cDNA中的165-bp缺失,显示出代表3.5-kb基因组缺失,最有可能是Alu介导的重组所致(120436.0004)。第二次突变破坏了外显子6(120436.0005)的剪接受体位点。他们评论说,这是Alu介导的重组引起癌症的普遍,显性遗传易感性的首次报道。Nystrom-Lahti等(1995)设计了基于PCR的两个突变的简单诊断测试。因此,两个祖先的建立突变占大多数芬兰HNPCC亲属。
Sasaki等(1996)研究了来自23名日本患有多种原发性癌症的患者中的43种肿瘤和相应的正常组织。他们没有发现MLH1基因的种系突变,并且在所检查的43个肿瘤中仅检测到2个体细胞错义突变。在检查的5个微卫星基因座中的1个以上,这2个肿瘤各自显示出增加的复制错误(RER +)。这两个突变中仅第二个发生在蛋白质的进化保守结构域中。
Jager等(1997年)报道了基于丹麦HNPCC登记簿的研究,该登记簿包括28个满足阿姆斯特丹标准的家庭。他们在MLH1基因(120436.0007)中发现了大约25%的同族内含子14建立者突变,并表明它与HNPCC减毒表型有关,其特征是结肠外肿瘤的发生频率大大降低。突变是7 bp缺失和4 bp插入的组合,从而“沉默了突变的等位基因”,即未表达。肿瘤表现出微卫星不稳定性(MSI),并且野生型MLH1等位基因的丢失很普遍。Jager等(1997) 提出该突变导致较温和的表型,因为阻止了突变的MLH1蛋白对错配修复系统的协同作用发挥显性负作用。
黄等(2001年)研究了一个患有HNPCC的家庭,其中该先证者在14岁时被诊断出患有大肠癌。她的母亲,祖母和姨妈在二十多岁时被诊断出患有HNPCC。DNA测序表明,该先证者对于R226X突变是杂合的(120436.0011)。
Shimodaira等(1998年)描述了一种新的方法来检测MLH1 HNPCC中的突变,利用酿酒酵母中表达的MLH1 cDNA的显性突变效应。在HNPCC患者中发现的大多数MLH1错义突变消除了显性突变效应。此外,从HNPCC患者的mRNA中PCR扩增MLH1 cDNA,然后在体内重组为缺口表达载体,从而允许使用此方法检测MLH1中的杂合功能缺失错义突变。该功能测定法提供了一种简单的方法来检测和评估MLH1中的致病性突变。
刘等(1999)描述了与结直肠癌相关的MLH1基因的外显子16中的2个错义突变(参见120436.0012和120436.0013)。肿瘤未显示MSI,引发了一些潜在的重要问题。首先,即使微卫星阴性的结直肠肿瘤也可能与种系突变有关,如果使用MSI测试选择患者进行突变筛查,这些突变将被遗漏。其次,在这些情况下缺乏MSI表明,致癌作用的机制可能与一般假设的机制不同。
在香港年轻人中出现的大肠癌中,发现微卫星不稳定性和种系错配修复基因突变的发生率很高。大多数种系突变都涉及MSH2基因,该基因与西方人群的突变谱不同。在MLH1基因中,替代剪接很常见,这使基于RNA的突变检测方法变得复杂。相反,MLH1的大缺失通常在某些种族中观察到,往往无法通过逐个外显子直接DNA测序进行检测。Chan等(2001年)报道了在香港遗传性非息肉病结直肠癌家族中检测到一个新的种系1.8-kb缺失,涉及MLH1基因的外显子11。该突变产生了带有外显子10和11缺失的mRNA转录本,这与最常见和最主要的MLH1剪接变体之一没有区别。基于断点区域PCR的诊断测试导致了另一名具有这种突变的年轻结直肠癌患者的鉴定。单倍型分析表明,这2例患者可能具有共同的祖先突变。该结果对研究人员在替代剪接的解释上是一个警告,对中国人群MLH1突变检测策略的设计具有重要意义。一个家庭的先证者在33岁时患了结肠直肠癌。
Viel等(2002年)检查了一系列HNPCC或HNPCC相关家族的52例患者,所有这些患者先前均检测出MMR基因的点突变为阴性。MLH1和MSH2基因的Southern印迹突变筛选显示3例携带明显MLH1内部缺失的患者出现了异常的限制性模式。尽管在此类缺失的大多数情况下可能涉及Alu重复序列,但可能涉及不同的分子机制。尤其是,由Viel等人鉴定了L1介导的重组产生的HNPCC(2002)作为MMR灭活突变的另一种机制。
Gorlov等(2003年)评估了MSH2和MLH1基因中具有高得分外显子剪接增强子(ESE)模体的致病性错义突变(在HNPCC患者中发现)的共定位。他们发现,这些基因中的致病性错义突变位于ESE位点的频率明显高于预期。致病性错义突变也倾向于降低ESE分数,从而导致较高的剪接缺陷倾向。相反,非致病性错义突变和无义突变相对于ESE位点随机分布。对ESE位点错义突变的观察频率和预期频率的比较表明,MSH2突变的20%或更多的致病作用是ESE位点的破坏和剪接的干扰。同样,MLH1基因中16%或更多的错义突变的致病作用与ESE有关。
已知的危险因素并未解释对结直肠癌(CRC)的大多数易感性。由于HNPCC中MLH1,MSH2和MSH6突变是高渗透性CRC敏感性的基础,Lipkin等人(2004)假设等位基因减毒也可能是散发性CRC的易感性。他们在微卫星不稳定性表型未分类的家族性CRC的以色列先证者中寻找与HNPCC相关的基因变异。关联研究确定了新的MLH1变体(415G-C; 120436.0019)中约1.3%的以色列CRC个人自称为犹太人,基督教徒或穆斯林。MLH1 415C赋予CRC临床上显着的易感性。与经典的HNPCC相比,与MLH1 415C相关的CRC通常没有微卫星不稳定性(MSI)缺陷,这对于临床突变筛选非常重要。结构和功能分析表明,MLH1 415G-C突变减弱但没有消除MLH1的正常ATPase功能。这些研究表明,功能减弱的错配修复蛋白的变体可能比以前假设的对散发性微卫星稳定CRC的敏感性更高。
Oliveira等(2004)等人对来自生殖系MLH1,MSH2或MSH6突变,166个微卫星不稳定(MSI-H)和688个微卫星稳定(MSS)散发性癌症患者的158例HNPCC肿瘤进行了KRAS(190070 )研究。对所有肿瘤进行了MSI鉴定,并分析了166个散发MSI-H CRC中的81个MLH1启动子超甲基化。在40%的HNPCC肿瘤中观察到KRAS突变,并且突变频率随失配修复基因的影响而变化:MSH2中48%(29/61),MLH1中32%(29/91)和83%(5/6 )的MSH6(P = 0.01)。HNPCC,MSS和MSI-H大肠癌之间的KRAS突变频率不同(P = 0.002),MLH1甲基化程度较高的MSI-H(P = 0.005)。此外,HNPCC大肠癌的G13D更高(190070.0003)突变,而MSS(P小于0.0001),MSI-H(P = 0.02)或具有MLH1高甲基化的MSI-H肿瘤(P = 0.03)。没有MLH1高甲基化的HNPCC大肠和零星MSI-H肿瘤具有相似的KRAS突变频率,尤其是G13D。Oliveira等(2004年)得出结论,根据导致MSI-H的遗传/表观机制,致癌激活的结果可能有所不同,从而强化了HNPCC,零星MSI-H(取决于MLH1状态)和MSS的观点。大肠癌可能靶向RAS / RAF / MAPK途径内的不同激酶。
Mangold等(2004)在41位被诊断为Muir-Torre综合征的不相关索引患者(MRTES; 158320 )中筛选了MSH2和MLH1基因的突变,其中大多数患者因其肿瘤组织中的错配修复缺陷而被预先选择。在27例患者中鉴定出种系突变(突变检出率为66%)。Mangold等(2004年)指出,与没有MRTES表型的HNPCC患者相比,其中25个突变(93%)位于MSH2中,其中MLH1和MSH2突变的比例几乎相等(p小于0.001)。Mangold等(2004年) 进一步指出,有6个突变突变携带者(22%)不符合Bethesda的HNPCC标准,并建议在Bethesda指南中将皮脂瘤添加到HNPCC特异性恶性肿瘤中。
Alazzouzi等(2005)研究了微卫星重复bat26的等位基因分布在6个携带者和4个非携带者的外周血淋巴细胞中,这些携带者分别来自两个带有种系MLH1和MSH2突变的HNPCC家族。在非携带者中,存在高斯分布,没有bat26等位基因短于21个腺嘌呤残基。所有6个MLH1 / MSH2突变携带者均显示不稳定的bat26等位基因(20个腺嘌呤残基或更短),总频率为5.6%(检测到1814个克隆中的102个)。Alazzouzi等(2005年)建议检测短的不稳定bat26等位基因可能有助于确定无症状的携带者,这些携带者没有可检测的MMR基因突变。
Quehenberger等(2005年)获得了MSH2和MLH1基因致病突变携带者的结直肠癌(CRC)和子宫内膜癌(EC)风险估计。从荷兰HNPCC癌症登记处提取出具有这些基因已知种系突变的家庭。针对CRC和EC的竞争风险模型进行了确定校正的最大似然估计。合并分析了MSH2和MHL1基因座,因为风险无显着差异(p = 0.08)。在70岁时,男性的CRC风险为26.7%(95%CI,12.6至51.0%),女性为22.4%(10.6至43.8%);EC的风险为31.5%(11.1至70.3%)。这些风险估计比以前没有考虑家庭选择的估计要低得多。
编码序列的变化可能会或可能不会影响编码的蛋白质序列,可能会破坏外显子剪接增强子(ESE),导致外显子跳跃。ESE是短的,简并的,经常富含嘌呤的序列,在组成性和替代性剪接中都很重要。ESEs已在许多基因中鉴定出来,其破坏与多种遗传疾病有关,包括HNPCC(Stella等,2001),囊性纤维化(219700),Marfan综合征(154700)和Becker肌肉营养不良(300376)。McVety等(2006)研究了MLH1外显子3的5个引物末端的3 bp缺失(120436.0023),导致RNA中外显子3缺失。剪接试验表明,mRNA中外显子3的包含是ESE依赖性的。外显子3 ESE未被所有可用的基元评分矩阵所识别,这突显了RNA分析在检测破坏ESE的突变中的重要性。
Pagenstecher等(2006年)检查了在HNPCC患者中检测到的MLH1和MSH2基因的19个变体在RNA水平的表达。发现19个中的10个会影响剪接,包括几个预测为外显子序列中的错义突变的变体(参见,例如120436.0024)。研究结果表明,MLH1和MSH2突变的mRNA检查应该在蛋白质水平的功能测试之前进行。
没有预选,也没有家族史,Barnetson等人(2006年)招募了870名55岁以下的患者,他们被诊断为大肠癌后不久。他们研究了这些患者的DNA错配修复基因MLH1,MSH2(609309)和MSH6(600678)中的种系突变),并通过多元Logistic回归开发了一个两阶段模型,用于预测这些基因中突变的存在。该模型的第一阶段仅纳入临床变量;第二阶段包括通过免疫组织化学染色分析肿瘤并测试微卫星不稳定性。该模型在孤立的患者人群中得到验证。此外,他们分析了2938个患者-年的随访情况,以确定基因型是否影响生存。在870名参与者中,发现了38个突变:MLH1中为15个,MSH2中为16个,MSH6中为7个。男性(6%)和女性(3%)的载波频率有显着差异(P小于0.04)。携带者之间的生存率与非携带者之间没有显着差异。
Tournier等(2008年)检查了在82名法国林奇综合征患者中发现的MLH1基因的56个未分类变体和MSH2基因的31个潜在的剪接缺陷。该变体包含54个错义突变,10个同义变化,20个内含子变体和3个单密码子缺失。作者通过将来自患者基因组DNA的PCR扩增的转录本插入到转染入HeLa细胞的报告基因小基因中,开发了一种离体剪接测定法。体外剪接测定表明,在85个变异等位基因中,有22个影响剪接,包括4个影响推定剪接调控元件的外显子变体。该研究提供了一种工具,用于评估在这些基因中发现的未分类变体的假定致病作用。
Tang等(2009年)在93个台湾HNPCC家庭中的61个(66%)中发现了MLH1或MSH2基因的致病性突变或缺失。42个家族具有MLH1突变,包括13个具有R265C突变(120436.0030)和5个具有3 bp缺失的突变(1846delAAG; 120436.0018)。MLH1突变中有13个是新颖的,还发现了6个大MLH1缺失。一个家庭藏有MLH1和MSH2突变。
使用结构建模,Kosinski等(2010年)确定了19个不同的MLH1改变,这些改变位于与PMS2二聚化有关的C末端域。Q542L,L749P和Y750X这三个变化导致PMS2的共表达降低,在不与MLH1相互作用的情况下,PMS2的共表达不稳定,表明这3个变化干扰了MLH1-PMS2二聚化。体外研究表明,所有3种变化都影响了错配修复,这表明二聚化缺陷可废除正常的MLH1功能。额外的生化研究表明,由于表达不良或MMR效率低,有4种致病性不确定的变异(A586P,L636P,T662P和R755W)可被视为有害。最后是一些变体(例如,K618A;120436.0012以前被归类为有害的)被确定具有正常的MMR活性。
体质表观遗传突变,“种系表观突变”
赫尔曼等(1998)报道指出,在大多数散发性原发性结直肠癌伴MSI中,发现MLH1基因的5个主要CpG岛超甲基化,这种甲基化通常但并非总是与MLH1蛋白表达下降有关。这种甲基化在MSI阴性肿瘤以及具有错配修复基因已知突变的MSI阳性肿瘤中也发生,但不太明显。未发现MSH2的甲基化过高。还经常观察到MSI导致大肠癌细胞系过度甲基化,在这种情况下,用5-氮杂-2-伯-脱氧胞苷逆转甲基化不仅导致MLH1蛋白重新表达,而且还导致错配修复能力的恢复。在MMR缺陷型细胞系中。
DNA失配修复基因中的种系缺陷解释了遗传性非息肉病结肠癌的遗传家族性癌症综合征,其中受影响的个体显示出近端结肠,子宫内膜癌的加速发展(608089)和肚子。这些癌症通常表现出与种系突变体相反遗传的残留野生型MMR等位基因失活,体外测定中不存在DNA MMR活性以及体内突变体表型的获得,显示高达1000倍的基因突变率。另外,这些癌症表现出基因组MSI的相关不稳定性。类似地,在没有任何结肠癌家族史的个体中出现的大约15%至20%的散发性结肠癌中也发现了MSI。像HNPCC相关的结肠癌一样,零星的MSI结肠癌主要发生在近端结肠中,并且在转化生长因子βII型受体肿瘤抑制基因(TGFBR2; 190182)。因此,家族性和散发性的MSI结肠癌似乎具有共同的致癌途径。刘等(1995年)建立了通过体细胞突变使MMR基因失活是某些散发性MSI结肠癌病例的原因。然而,出乎意料的是,在许多零星的MSI结肠癌中,发现MMR基因仍然是野生型。类似地,据报道在许多零星的MSI子宫内膜癌中MMR编码序列是野生型的(Katabuchi等,1995)。凯恩等(1997)描述了在一些MSI肿瘤中MLH1启动子区域的甲基化。Veigl等(1998)研究人员调查了一组MSI癌细胞系,其中大多数据记录是由先前的MSI阳性恶性肿瘤建立的。在6个此类病例中,有5个发现即使MLH1编码序列是野生型,也没有MLH1蛋白。在每种情况下,MLH1蛋白的缺失与MLH1基因启动子的甲基化有关。此外,在每种情况下,用去甲基化剂5-氮杂胞苷处理可诱导缺少的MLH1蛋白的表达。而且,在单细胞克隆中,可以通过5-氮杂胞苷的暴露,冲洗和再暴露来开启,关闭和再次开启MLH1表达。MLH1的这种表观遗传失活还导致了母体和父体肿瘤MLH1等位基因的沉默,这两个基因均可被5-氮杂胞苷重新激活。从而,大量的人类MSI癌症似乎是通过可将两个MLH1等位基因失活的表观遗传机制通过MLH1沉默引起的。启动子甲基化与这种表观遗传沉默机制密切相关。
MSI是全球女性中第五大最常见的子宫内膜癌,约占20%。尽管子宫内膜癌中MSI的发生频率高于其他任何常见恶性肿瘤,但这些肿瘤中MSI的遗传基础仍然难以捉摸。Simpkins等(1999年)MLH1研究了MLH1 DNA错配修复基因的甲基化在一系列散发性子宫内膜癌的MSI发生中的作用。在调查的53种MSI阳性癌症中,有41种(77%)MLH1启动子被甲基化。另一方面,在MSI阴性肿瘤中,有证据表明在研究的11种肿瘤中只有1种具有有限的甲基化。对一部分肿瘤的免疫组织化学研究表明,MSI阳性肿瘤中MLH1启动子的甲基化与MLH1表达的丧失有关。免疫组织化学证明,缺少MLH1甲基化的2个MSI阳性肿瘤未能表达MSH2错配修复基因。这两种癌症均来自具有家族和医学史暗示女性遗传易感性的女性。
惠勒等(2000)研究了HNPCC患者的10例MSI阳性散发性结直肠癌和10例结直肠癌。在10个MSI阳性散发性癌症中,有7个MLH1基因的启动子区域甲基化,而在HNPCC癌症中均没有。在10例HNPCC结直肠癌中,有8例观察到MLH1的LOH。惠勒等(2000年)得出结论,尽管突变和等位基因缺失是HNPCC癌症中MSI阳性表型的原因,但大多数MSI阳性散发性癌症在MLH1的启动子区域甲基化。因此,来自HNPCC患者的肿瘤通过与MSI阳性散发性肿瘤不同的途径获得更高的突变率。
表观遗传沉默可以通过消除基因表达来模拟遗传突变。苏特等(2004)假设在任何基因中都可能发生表观突变,这是易患疾病的种系事件,并在患有癌症的个体中寻找抑癌基因的例子。他们报告了2个个体,这些个体具有DNA错配修复基因MLH1的全躯体,等位基因特异性和镶嵌超甲基化。两个人都没有在任何错配修复基因中发生基因突变的证据,但是患有多个显示错配修复缺陷的原发肿瘤,并且都符合遗传性非息肉性结直肠癌的临床标准。
苏特等(2004年)报道了一个小部分的FACS分选的精子中MLH1启动子的甲基化,该个体来自一个具有全体细胞MLH1突变的个体。在苏特等人的报告的附录中(2004年),以及相应的,Hitchins和Ward(2007年)描述了使用两种定量技术从原始个体中重新评估精子。其中包括对印迹基因控制信号SNRPN(182279),在精子细胞中未甲基化。他们的新数据表明,先前在精子中报告的MLH1甲基化很可能是一种伪影,这归因于样品被体细胞或源自体细胞的游离DNA污染程度较低。这些数据改变了最初的解释,即在一部分个体的精子中,MLH1上的表观遗传标记未完全重置,并暗示在实际配子中反转是完全的。
全身细胞中MLH1等位基因的1个等位基因发生超甲基化的人(种系表位突变)具有遗传性非息肉病性结肠直肠癌的典型特征,易患癌症。通过研究两个这样的人的家庭,希钦斯等人(2007)发现证据表明,这种突变是由母亲遗传给儿子的,但在他的精子中却被消除了。受影响的母亲等位基因由这两个家族的另外三个同胞遗传,但是在那些后代中,等位基因已恢复到正常活动状态。这些发现证明了癌症易感性遗传的新模式,并且与跨代表观遗传遗传一致。
Gosden和Feinberg(2007)将遗传学和表观遗传学称为“自然的笔和铅笔组合”。他们认为MLH1中表位变异的遗传可能比最初出现的遗传更为普遍。笔和铅笔无法正确书写可能导致疾病,这很普遍。Bjornsson等(2004)提出了一种综合的表观遗传学和遗传学方法来治疗人类常见疾病。常见疾病的遗传和表观遗传模型-包括神经精神病学,风湿病和癌症-建议表观基因型调节遗传效应。反过来,表观基因型受到环境,父母的表观基因型,年龄以及调节DNA甲基化和染色质的基因座基因型的影响。
Hitchins和Ward(2009)回顾了MLH1体质变异在HNPCC相关癌症发展中的病因学作用(参见,例如120436.0015)。
Crepin等(2012年)在134名怀疑患有Lynch综合征的患者中,有2名(1.5%)在MMR基因中没有种系突变,从而发现了MLH1的结构性突变。一名患者是一名35岁的大肠癌患者。肿瘤组织显示MSI,淋巴细胞DNA分析显示1 MLH1等位基因启动子完全甲基化。第二位患者是一名患有结直肠癌的妇女,该妇女有一个儿子患有结肠直肠癌,两个女儿患有增生性结肠息肉。母亲的血液在MLH1启动子处显示20%的甲基化过高,表明存在马赛克现象。儿子和1名患病的女儿在血液中也显示出部分甲基化,表明该基因突变通过种系遗传。第二家族的3例患者的肿瘤组织在MLH1也显示部分甲基化,164757.0001)。
沃德等(2013年)筛选了416例结直肠癌患者,这些患者显示MLH1表达缺失,但MLH1中没有有害的种系突变。筛选组成性DNA样品中所有受试者的MLH1甲基化和357个个体的启动子序列变化。在16位受试者中发现了MLH1宪法突变。其中7个(1.7%)具有单或半等位基因甲基化,8个具有低水平甲基化(2%)。沃德等(2013年)得出的结论是,尽管罕见,但MLH1调控区的序列变化和异常甲基化可能单独或共同促进癌症的发展,并建议对MLH1和MLH1生殖系序列筛选阴性的个体进行筛查肿瘤中MLH1表达的缺失。
错配修复癌症综合症
错配修复癌症综合症(MMRCS; 276300),有时称为脑肿瘤息肉病综合症1或Turcot综合症,是由错配修复基因中的双等位基因突变导致的。该表型典型地包括结直肠腺瘤和脑肿瘤,最常见的是胶质母细胞瘤。但是,Trimbath等(2001)和Ostergaard等(2005年)指出,最初的定义可能过于严格,并建议MMR基因中双等位基因突变的完整表现包括早期发现的血液恶性肿瘤和提示神经纤维瘤病1(NF1; 162200)。
汉密尔顿等(1995年)在患有脑瘤息肉病综合征1的患者中发现了MLH1基因的突变(120436.0003)。他患有遗传性非息肉病结肠癌,胶质母细胞瘤和输尿管移行细胞癌。肿瘤组织样本显示DNA复制错误。
Ricciardone等(1999年)报道了一个HNPCC家庭中的3个同胞,他们在很小的时候就患有血液恶性肿瘤,其中2个表现出NF1的体征。DNA序列分析和两个同胞的等位基因特异性扩增显示纯合子MLH1突变(120436.0010)。Wang等(1999年)描述了一个典型的HNPCC家庭,其中MLH1突变纯合子的MMR缺陷儿童(120436.0011)表现出从头NF1的临床特征和结肠外结肠癌的早期发作。观察结果表明,MMR缺乏症与人类发育相容,但可能导致胚胎发生过程中发生突变。基于这些观察,王等(1999年) 推测NF1基因是这种改变的优先靶标。
Wang等(2003)证明了NF1基因的体细胞突变在MMR缺乏细胞更普遍地发生。他们观察到10种具有微卫星不稳定性的肿瘤细胞系中的5种发生NF1改变,而5种MMR熟练的肿瘤细胞系则没有。体细胞NF1突变也显示在2个显示微卫星不稳定性的原发肿瘤中。
▼ 动物模型
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贝克等(1996)生成了小鼠的Mlh1基因无效突变。他们报告说,除了破坏复制保真度之外,Mlh1缺乏症似乎还导致男性和女性不育,其与降低的视交叉症水平有关。Mlh1缺陷的精母细胞表现出高水平的早熟染色体,并且在减数分裂的第一个分裂中发生细胞周期停滞。贝克等(1996)也使用免疫染色法分析了精母细胞和卵母细胞中的Mlh1蛋白。他们证明Mlh1定位在减数分裂染色体上的chiasma部位。他们得出的结论是,小鼠中的Mlh1参与DNA错配修复和减数分裂转换。
通过基因顺序和交叉频率的遗传分析构建的连锁图谱为减数分裂重组在全基因组范围内分布的基础提供了线索,这可能表明影响减数分裂重组的染色体结构变异。为了弥合这一差距,Froenicke等人(2002年)产生了细胞学重组图谱,该图谱鉴定了雄性小鼠中的单个常染色体。他们准备了小鼠精母细胞的突触复合体(SC)减数分裂染色体扩散,使用染色体特异性DNA文库通过多色FISH鉴定了每个常染色体,并使用Mlh1的免疫定位(作为失配修复蛋白)沿着各个常染色体定位了2000多个重组位点。标记交叉站点。他们表明,SC长度与交叉频率和分布密切相关。尽管大多数这些SC的长度与从它们的有丝分裂染色体长度等级所预测的长度相对应,但是几个SC的长度比预期的长或短,Mlh1频率相应增加或减少。尽管所有二价分子都具有某些重组特征,例如,着丝粒附近的交换很少,并且远端重组率很高,各个二价化合物沿其长度具有独特的交换分布模式。除SC长度外,其他未知因素也影响了交叉分布,导致重组频率比平均高6倍的单个染色体上的热区,以及无重组的冷点。通过用基因定位的BAC探测SC遗传,以及没有重组的热点。通过用基因定位的BAC探测SC遗传,以及没有重组的热点。通过用基因定位的BAC探测SC遗传,Froenicke等(2002年)展示了一种整合遗传连锁和物理重叠群图与有丝分裂和减数分裂染色体结构的稳健策略。
Avdievich等(2008年)产生的转基因小鼠在位于ATP结合域之一的Mlh1基因中具有G67R突变。尽管来源于纯合小鼠的细胞在DNA修复中表现出缺陷,但该突变并不影响细胞对DNA损伤的反应,包括肠粘膜上皮细胞的凋亡反应。与Mlh1-null小鼠相比,小鼠表现出很强的癌症易感性,但发生的肠肿瘤却少得多。Mlh1-null小鼠确实在细胞对DNA损伤的反应中显示出缺陷。这些发现表明,Mlh1基因的错义突变可能以组织特异性方式影响MMR肿瘤抑制功能。此外,纯合G67R小鼠是无菌的,这是因为突变蛋白无法在早幼生殖细胞中与减数分裂染色体相互作用。
▼ 等位基因变异体(34个示例):
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.0001大肠癌,遗传性非多发性,2型
MLH1,SER252TER
Papadopoulos等人在显示微卫星不稳定性的结直肠肿瘤细胞系(H6)(609310)中进行了研究(1994)使用了一种涉及PCR产物体外转录和翻译的技术,以证明仅产生了截短的多肽。cDNA的序列分析显示,第252位密码子从C到A转换,导致终止密码子取代了丝氨酸。在H6细胞的cDNA或基因组DNA中,在正常C位置没有发现条带,表明这些细胞没有野生型MLH1等位基因。
.0002大肠癌,遗传性非息肉,2型
MLH1,SER44PHE
Bronner等人在患有遗传性非息肉病的结肠癌(HNPCC2; 609310)家庭中(1994)发现4个受影响的个体在编码氨基酸41至69的外显子中C至T取代是杂合的,其对应于蛋白质的高度保守区域。核苷酸取代导致ser44-phe氨基酸变化。
.0003不匹配维修癌症综合症
MLH1,3-BP DEL,LYS618DEL
汉密尔顿(Hamilton)等人在患有错配修复癌症综合症(MMRCS;276300)的男性中(1995年)在MLH1基因中鉴定出3 bp缺失(AAG),导致618号密码子上的赖氨酸丢失。该患者在30岁时患有升结肠和横结肠腺癌,降落和乙状结肠腺瘤。结肠癌分别在32岁和33岁之间出现,回肠腺癌和成胶质母细胞瘤在33岁时出现。有HNPCC家族史。据报道该患者患有输尿管移行细胞癌。
.0004大肠癌,遗传性非多发性,2型
MLH1,3.5 KB DEL
Nystrom-Lahti等(1995年)发现MLH1基因中一个3.5 kb的基因组缺失是30个满足国际HNPCC诊断标准的芬兰血统中的14个的原因(HNPCC2; 609310)。这些家庭的起源集中在芬兰的中南部地区。突变由外显子15和近端2.4 kb内含子15组成,先后与内含子16的后半部分相连,随后是内含子17。发现内含子15和16富含Alu重复序列。Nystrom-Lahti等人建议突变和正常等位基因中缺失断点区域的序列分析(1995年),删除可能是由于2个Alu重复元件之间的重组,内含子15中的1个和内含子16中的另一个。
这种大的缺失突变和剪接位点突变导致外显子6(120436.0005)的缺失,这是Moisio等人所提到的(1996年)分别为突变1和2,在HNPCC的芬兰亲戚中很常见。为了评估这些突变的年龄和起源,Moisio等人(1996)在MLH1周围构建了15个微卫星标记的图谱,并使用此信息和19个突变为1的亲属和6个突变为2的亲本的单倍型分析。所有突变为1的亲属均显示了基因标记D3S1611的一个等位基因,在任何未受影响的动物中均未观察到染色体。他们还共享了MLH1周围2到19.0 cM的单倍型标记。突变2的所有亲戚共享D3S1611的另一个等位基因,并且在MLH1周围有5到14个标记的保守单倍型,跨度为2.0到15.0 cM。使用单倍型保守程度来估计这两个突变的年龄。分析提示作者,突变1的遗传始于16至43代(400至1,075年)之前,而突变2的遗传始于5至21代(125至525年)之前。这些约会与家谱结果相符,后者分别确定了16和18世纪出生的共同祖先。结果表明Moisio等(1996年),到目前为止,所有研究过的芬兰亲戚都显示出突变1或突变2是单祖先发现的突变的结果,这些突变起源于种群中相对较新的起源。或者,这些突变可能出现在其他地方,并在最近被引入芬兰。
.0005大肠癌,遗传性非多发性,2型
MLH1,IVS5,GA,-1
Nystrom-Lahti等在5个有遗传性非息肉病结直肠癌(HNPCC2; 609310)的芬兰家庭中(1995年)发现MLH1基因的剪接位点突变是负责任的。该突变由内含子5中剪接受体位点-1位置的G到A过渡组成。这导致对应于外显子6的92 bp区段缺失,并引起移码,导致过早终止密码子下游24bp。
另请参见Moisio等(1996)和120436.0004。
.0006 MUTOR-TORRE综合征
MLH1,370-BP DEL
Muir-Torre综合征(MRTES; 158320)是一种常染色体显性遗传疾病,其特征是皮脂腺肿瘤和皮肤癌(包括角膜棘皮瘤和基底细胞癌)的发展。受影响的家庭成员可能表现出广泛的内部恶性肿瘤,包括结肠直肠,子宫内膜,泌尿科和上消化道肿瘤。在一般人群中很少见的皮脂腺肿瘤被认为是MRTES的标志,并且可能在其他内脏癌发展之前出现。遗传性非息肉性结直肠癌与MRTES有许多共同点,Lynch等人认为(1985)提出这两个综合症具有共同的遗传基础。Bapat等(1996)在一个特征明确的大型亲戚中发现MLH1基因座突变,其中17个受影响的家庭成员患有大肠癌和子宫内膜癌,皮脂腺肿瘤和造血系统恶性肿瘤。该家庭最初是由Green等报道的(1994),他们排除了与MSH2基因座的连锁(609309)。Paraf等(1995)也描述了这个家庭。Bapat等(1996)研究了2个受影响的同胞,并通过蛋白质截断测试(PTT)发现除预期的53.9 kD野生型MLH1蛋白外,截短的基因产物约为41 kD。进一步分析发现对应于MLH1 cDNA外显子12的370 bp缺失(密码子346-467)。对MLH1序列的检查表明,缺失产生了移码,导致外显子13核苷酸1472-1474处的终止密码子和40.8 kD的截短蛋白。用基因内标记进行的连锁分析表明,对于野生型等位基因,受影响的亲本是杂合的,而未受影响的亲本是纯合的。
.0007大肠癌,遗传性非多发性,2型
MLH1,IVS14DS,7-BP DEL和4-BP INS
Jager等在21个具有遗传性非息肉病的大肠直肠癌(HNPCC2; 609310)的丹麦家庭中,有5个符合阿姆斯特丹标准(1997)在MLH1的14号内含子中发现一个剪接供体突变:结合7 bp缺失和4 bp插入,导致在+2位上的必需胸苷交换和在+3至+5位上的保守嘌呤交换。接头供体部位。25个受影响的个体中只有2个患有结肠外癌。一名患者在33岁时患有子宫内膜癌,并连续3例患有结肠直肠癌。第二名患者在54岁时患有vater壶腹癌和4例大肠癌。具有内含子14突变的家庭中的表型对应于Lynch综合征I。在具有其他类型的内含子和剪接位点突变的4个家庭中,几乎50%的受影响个体患有与Lynch综合征II对应的结肠外肿瘤。Jager等(1997) 提示临床监测可能仅限于单等位基因MLH1表达的HNPCC基因携带者的结肠检查。
.0008大肠癌,遗传性非多发性,2型
MLH1,HIS329PRO
在一个满足阿姆斯特丹遗传性非息肉病结直肠癌(HNPCC2; 609310)标准的家庭中,以前由Vasen等人报道(1991),Wang等(1997)确定了his329-to-pro种系突变。在另两名在MLH1基因不同位点发生种系突变的HNPCC患者的结肠肿瘤中,发现了与体细胞事件相同的错义突变(“第二击”),证明了该突变具有致病性。
.0009大肠癌,遗传性非多发性,2型
MLH1,1-BP DEL,1784T
Yuan等人在加拿大的一个法国亲戚中(1998)发现一个新的截断突变,1784delT,与遗传性非息肉病性结直肠癌(HNPCC2;609310)有关。I1307K APC多态性(175100.0029)也在家庭中隔离。这种多态性与增加结直肠癌的风险有关,以前仅在自我报告的阿什肯纳兹犹太裔个人中被发现。在加拿大的法裔家庭中,I1307K多态性与癌症的存在与否之间似乎没有关系。
.0010大肠癌,遗传性非多发性,2型
包含不匹配修复癌症综合征
MLH1,ARG226TER
Ricciardone等人在一个患有遗传性非息肉病结直肠癌(HNPCC2; 609310)的土耳其家庭中(1999年)确定了3名同胞出生的近亲,他们在很小的时候就患有血液恶性肿瘤,其中2 名表现出 I型神经纤维瘤病的迹象(NF1;162200)。在3个同胞中进行的序列分析表明,MLH1基因中676C-T突变是纯合的,导致arg226-to-ter突变(R226X)。到3岁时,所有3例患者均被诊断出血液系统恶性肿瘤。父母双方都患有结肠癌。同胞中的表型与失配修复癌综合症(MMRCS; 276300)一致,其表现出NF1的特征和血液系统恶性肿瘤。
黄等(2001年)研究了一个患有HNPCC的家庭,其中该先证者在14岁时被诊断出患有大肠癌。她的母亲,祖母和姨妈在二十多岁时被诊断出患有HNPCC。DNA测序显示她对于R226X突变是杂合的。由于此突变距离外显子8的3个引物末端2 bp,可能影响供体剪接,因此进行了体外转录翻译测定并确认了截短的肽的存在,该肽在其C末端缺少关键的PMS2结合区。
.0011大肠癌,遗传性非多发性,2型
包含不匹配修复癌症综合征
MLH1,GLY67TRP
Wang等人在一个近亲北非家庭的2个受影响的成员中,其中11个多代成员发展成大肠癌(HNPCC2; 609310),其中8个在50岁之前(1999年)确定了MLH1基因第2外显子的杂合G到T转化,导致了gly67到trp(G67W)的取代。有两个纯合子突变的女童出现了血液肿瘤疾病,包括未分化的非霍奇金恶性淋巴瘤,急性髓细胞性白血病和髓母细胞瘤,与失配修复癌症综合症一致(MMRCS;276300)。此外,两姐妹均具有I型神经纤维瘤病(NF1; 162200):一个有多个但严格的半咖啡色黄斑和胫骨假关节,而另一个有9个咖啡色斑。没有其他家庭成员患有NF1。
.0012重新分类-未知的变量
MLH1,LYS618ALA
根据Kosinski等人的发现,此变体以前称为COLON CANCER,HEREDITARY NONPOLYPOSIS,TYPE 2,已被重新分类(2010)。
刘等(1999)描述了与结肠直肠癌相关的MLH1基因的外显子16的2个种系错义突变(609310):lys618-to-ala(K618A)和glu578-gly(E578G; 120436.0013)。肿瘤未显示出通常的DNA微卫星不稳定性(MSI),如果使用此方法选择要进行突变筛查的患者,则会被遗漏。
使用体外功能表达研究,Kosinski等(2010)证明K618A变体被充分表达并保留了MMR活性,并且PMS2(600259)是稳定的。作者将K618A归类为不确定意义的变异体,而不是致病变异体。
.0013重新分类-各种未知的意义
MLH1,GLU578GLY
根据Kosinski等人的发现,此变体以前称为COLON CANCER,HEREDITARY NONPOLYPOSIS,TYPE 2,已被重新分类(2010)。
刘等(1999)描述了与结肠直肠癌相关的MLH1基因的外显子16的2个种系错义突变(609310):lys618-to-ala(K618A;120436.0012)和glu578-to-gly(E578G)。肿瘤未显示出通常的DNA微卫星不稳定性(MSI),如果使用此方法选择要进行突变筛查的患者,则会被遗漏。
使用体外功能表达研究,Kosinski等(2010)证明K618A变体被充分表达并保留了MMR活性,并且PMS2(600259)是稳定的。作者将K618A归类为不确定意义的变异体,而不是致病变异体。
.0014大肠癌,遗传性非多发性,2型
包含不匹配修复癌症综合征
MLH1,EX16DEL
Vilkki等(2001年)在一个4岁女孩中发现了MLH1基因第16外显子的纯合缺失,该女孩因神经胶质瘤引起的脑出血意外死亡。她还患有咖啡色斑点,包括NF1特有的多个腋窝雀斑(请参见162200),而NF1没有其他特征。该女孩的表型与错配修复癌症综合征(MMRCS; 276300)的谱一致。具有遗传性非息肉性结直肠癌(HNPCC2; 609310)家族史的父母双方均为杂合子。
.0015大肠癌,遗传性非多发性,2型
MLH1,超甲基化
Gazzoli等(2002)检查了14例疑似为遗传性非息肉性大肠癌(HNPCC2; 609310)的微卫星不稳定性(MSI),但其中没有种系MSH2(609309),MSH6(600678))或MLH1突变,以检测MLH1关键启动子区域中CpG位点的超甲基化。使用甲基化特异性PCR并通过亚硫酸氢钠处理的基因组DNA的序列分析来确定甲基化模式。在1例中,从血液中分离的DNA中检测到1个等位基因的DNA甲基化过高。在这种情况下的肿瘤中,微卫星不稳定性很高,通过丧失杂合性消除了未甲基化的MLH1等位基因,并保留了甲基化的等位基因。如免疫组织化学所证实,这种双等位基因失活导致肿瘤中MLH1表达的丧失。这些结果提示了癌症易感基因的种系失活的新模式。
Morak等(2008年)在94名与肿瘤无关且没有MLH1基因突变的MLH1蛋白表达缺失的患者中,有12名(13%)的外周血细胞中的MLH1近端启动子区域甲基化水平升高。3名患者的正常结肠组织,颊粘膜和肿瘤组织在MLH1启动子处也显示出异常的甲基化。对信息性SNP杂合的7例患者显示了等位基因特异性甲基化,该甲基化不仅限于等位基因变体。五名患者的甲基化约为50%,与1个等位基因的完全甲基化相符。一名患者显示100%甲基化,其余患者显示镶嵌或甲基化不完全。在一对母子对中发现了甲基化过高,提示家族易感基因突变。然而,Morak等(2008年)得出结论,正常人体细胞中的MLH1甲基化可能构成病前病变,患有此类缺陷的患者应接受监视。
Crepin等(2012年)在134名怀疑患有Lynch综合征的患者中,有2名(1.5%)在MMR基因中没有种系突变,从而发现了MLH1的结构性突变。一名患者是一名35岁的大肠癌患者。肿瘤组织显示MSI,淋巴细胞DNA分析显示1 MLH1等位基因启动子完全甲基化。第二位患者是一名患有结直肠癌的妇女,该妇女有一个儿子患有结肠直肠癌,两个女儿患有增生性结肠息肉。母亲的血液在MLH1启动子处显示20%的甲基化过高,表明存在马赛克现象。儿子和1名患病的女儿在血液中也显示出部分甲基化,表明该基因突变通过种系遗传。第二家族的3例患者的肿瘤组织在MLH1也显示部分甲基化,164757.0001)。
.0016大肠癌,遗传性非多发性,2型
MLH1,-42C-T,启动器
格林等(2003年),在纽芬兰一家,描述了遗传性非息肉病性结直肠癌(HNPCC2;609310)中可遗传的MLH1启动子突变的首次报道。-42C-T突变位于推定的Myb原癌基因内(189990) 结合位点。使用电泳迁移率迁移分析,他们证明了突变的Myb结合序列在结合核蛋白方面不如野生型启动子序列有效。通过在HeLa细胞中进行体内转染实验,他们进一步证明了突变的启动子在驱动报告基因表达中仅具有野生型启动子活性的37%。受结肠直肠癌影响的6个家庭成员的平均发病年龄为62,大大低于HNPCC家庭的典型发病年龄。该发现被认为与该亲属的受累成员的失配修复功能的实质性降低(而不是完全消除)一致。
.0017大肠癌,遗传性非多发性,2型
MLH1,THR117MET
与HNPCC相关的大多数突变都发生在MSH2(609309)和MLH1基因中(分别参见120435和609310)。Wei等(2003年)使用基于RNA和DNA的方法研究了15个符合阿姆斯特丹标准的台湾HNPCC亲属的这两个基因。在15个亲戚中,他们没有发现MSH2突变和MLH1突变的3个亲戚(20%),低于其他国家的报道。在西方国家中发现了两个新的缺失,并且已经报道了几次突变(Maliaka等,1996;Liu等,1996;Trojan等,2002)。)。外显子4中第117位密码子的C到T跃迁导致氨基酸从苏氨酸变为蛋氨酸。
.0018大肠癌,遗传性非多发性,2型
MLH1,LYS616DEL
Taylor等人在4例遗传性非息肉性结直肠癌(HNPCC2; 609310)中(2003)发现删除3个核苷酸,1846_1848delAAG,导致从MLH1蛋白质删除lys616(K616del)。Miyaki等人以前曾观察到这种突变(1995)。泰勒等(2003)使用了多重连接依赖探针扩增(MLDA)实验来证明缺失。
唐等(2009年)在台湾5个HNPCC2家庭的受影响成员中发现了一个杂合1846_1848delAAG突变。
.0019大肠癌,散发性,易感性
MLH1,ASP132HIS
使用新型高密度寡核苷酸阵列(HNPCC芯片)寻找以色列先证者家族性结直肠癌(CRC;114500)的MLH1,MSH2(609309)和MSH6(600678)基因的变体,有关微卫星不稳定性表型,Lipkin等(2004年)在MLH1基因中发现了415G-C的翻译,导致asp132-his(D132H)氨基酸取代。MLH1 415C赋予CRC临床上显着的易感性。与经典的HNPCC相比,与MLH1 415C相关的CRC通常没有微卫星不稳定性(MSI)缺陷,这对于临床突变筛选非常重要。结构和功能分析表明,MLH1 415G-C突变减弱但没有消除MLH1的正常ATPase功能。
.0020大肠癌,遗传性非多发性,2型
包含不匹配修复癌症综合征
MLH1,PRO648SER
Bisgaard等报道,丹麦家族中有8位遗传性非息肉病性结直肠癌(HNPCC2; 609310)的受影响成员(2002),Raevaara等(2004年)确定了MLH1基因中的pro648-to-ser(P648S)突变。只有一名成员,即一个具有表兄弟表亲的6岁孩子,对该突变纯合。她具有I型神经纤维瘤病(NF1; 162200)的轻度特征,无血液系统癌症。她表现出咖啡色斑点和临床诊断为神经纤维瘤的皮肤肿瘤,但未见腋窝雀斑或其他异常。该表型与错配修复癌症综合征(MMRCS;276300)的谱一致。Raevaara等(2004年) 他评论说,突变的蛋白不稳定,但在错配修复中仍然起作用,这表明该家族中的癌症易感性,以及纯合个体中的轻度疾病表型,都与功能蛋白的缺乏有关。
.0021大肠癌,遗传性非多发性,2型
MLH1,SER269TER
Rey等人在一名30 岁的22 岁时患有结肠癌的患者中(609310)(2004年)确定了MLH1基因第10外显子的纯合806C-G转化,导致ser269-thr(S269T)取代。父母家庭的许多成员都患有结肠癌,胃息肉病或乳腺癌。提出创始效应是因为两个祖先家族都来自法国南部的同一地区。完全的MLH1失活被认为是造成结肠癌的早熟和该患者更具侵略性的表型的原因。亲戚无法研究。
.0022大肠癌,遗传性非多发性,2型
MLH1,ALA681THR
在对来自符合阿姆斯特丹II诊断标准或疑似遗传性非息肉病结直肠癌的MSH2(609309)和MLH1种系突变标准的家庭的226位患者进行的筛查中,Kurzawski等人(2006年)发现了8个波兰家庭中MLH1的ala681到thr(A681T)变化,与HNPCC2(609310)一致。他们得出结论,这是波兰最常见的MLH1突变,是创始人突变。氨基酸取代是由外显子18中的2041G到A过渡引起的。
.0023大肠癌,遗传性非多发性,2型
MLH1,3-BP DEL,213AGA
McVety等(2006年)证明了MLH1外显子3中存在外显子剪接增强子(ESE),并表明该ESE中3 bp读框内缺失(213_215delAGA)是遗传性非息肉性结直肠癌(HNPCC2; 609310)的原因。魁北克一家。该缺失导致mRNA剪接期间密码子71的丢失并引起外显子3的跳过。
.0024大肠癌,遗传性非多发性,2型
MLH1,EX18DEL
Pagenstecher等人在4名遗传性非息肉病性结直肠癌(HNPCC2; 609310)的不相关患者中(2006年)确定了MLH1基因的杂合2103G C转位。预计该变化将导致gln701-his(Q701H)取代,但是RNA分析表明,该变化导致剪接缺陷和外显子18完全丧失。
.0025大肠癌,遗传性非多发性,2型
MLH1,完全沉默
某些表观遗传变化可以通过种系原样传递(称为“表观遗传”)。Suter等人提供了这种机制在人体内发生的证据(2004)通过鉴定个体,其中1个MLH1基因等位基因在整个体表观遗传上沉默(暗示种系事件)。这些人受到遗传性非息肉病性结直肠癌(HNPCC2; 609310)的影响,但即使MLH1沉默了,也没有MLH1的可识别突变,这表明表观突变可以表观遗传病。
.0026重新分类-各种未知的意义
MLH1,遗传沉默的启动子
该变体(以前称为大肠癌,遗传性非遗传性,类型2)已根据Hamosh(2018)对dbSNP和1000个基因组计划数据库的审查进行了重新分类。
Hitchins等(2007年)描述了一个家庭,其中一个66岁的妇女(由2个不同的伴侣育有3个儿子的母亲)具有遗传性非息肉性结直肠癌的临床表现。她患有微卫星不稳定且缺乏MLH1表达的异时性癌。子宫内膜癌的诊断年龄为45岁。结肠,享年59岁;和直肠60岁。她是MLH1启动子(rs1800734)中SNP的杂合子,甲基化仅限于A等位基因。在该妇女中,通过亚硫酸盐测序证实了大约50%的染色体上A等位基因的甲基化。Hitchins等(2007年)在她儿子的MLH1外显子16中鉴定出可表达的CT SNP,这被用来证明他仅从父亲继承的MLH1等位基因中转录RNA。数据与从先证者到儿子的MLH1突变的遗传是一致的。在从这个儿子那里获得的外周血白细胞的DNA中,大约一半的MLH1等位基因被甲基化。相比之下,尽管他的精子中含有相等比例的来自他父亲和母亲的等位基因,却没有MLH1甲基化的痕迹。此外,在MLH1外显子16 CT SNP处精子中RNA的分析显示,母体来源的MLH1等位基因重新激活。这些结果表明在精子发生过程中MLH1突变恢复正常,表明从该家庭成员遗传的风险可忽略不计。
Hamosh(2018)发现dbSNP中c.-93G-A(NM_000249.3)MLH1启动子变异体的次要等位基因频率(MAF)为0.32,而在该基因中有1,008个东亚等位基因中的552个(MAF 55%)。 1000 Genomes Project数据库(2018年4月20日),表明该变异体无致病性。
.0027不匹配维修癌症综合症
大肠癌,遗传性非息肉病,类型2,包括
MLH1,2-BP DEL,593AG
Poley 等人在一个4岁男孩患有胶质母细胞瘤,肾母细胞瘤和咖啡色斑点,与错配修复癌症综合症(MMRCS; 276300)一致(2007年)确定了MLH1基因中2个突变的化合物杂合性:2 bp缺失(593delAG)和met35-to-asn(M35N; 120436.0028)取代。肿瘤和正常组织的MLH1蛋白均为阴性。肾母细胞瘤显示微卫星不稳定性,而胶质母细胞瘤则没有。父母双方都是各自具有突变的杂合子,均来自HNPCC2家族(609310)。
.0028不匹配维修癌症综合征
大肠癌,遗传性非息肉病,类型2,包括
MLH1,MET35ASN
为了讨论MLH1基因中的met35-to-asn(M35N)突变,Poley 等人在MMRCS患者中发现了复合杂合状态(276300)(2007),请参阅120436.0027。
.0029大肠癌,遗传性非多发性,2型
MLH1,GLY67GLU
在患有遗传性非息肉病结直肠癌(HNPCC2;609310)的家庭的受影响成员中,Clyne等人(2009年)确定了MLH1基因第2外显子的杂合200G-A过渡,导致了从gly67到glu(G67E)的取代。男性先证者患有乳腺癌,大腿平滑肌肉瘤,结肠癌和前列腺癌。其他受影响家庭成员中其他相对较不常见的肿瘤包括食道癌,宫颈腺鳞癌,少突胶质细胞瘤和前列腺癌。酵母中的体外功能性表达分析表明,G67E突变蛋白干扰了防止突变积累的能力,这与功能丧失相一致。
.0030大肠癌,遗传性非多发性,2型
MLH1,ARG265CYS
在Tang等人的13个台湾地区的遗传性非息肉病性大肠癌(HNPCC2; 609310)的受影响成员中(2009年)确定了MLH1基因第10外显子的杂合793C-T转移,导致arg265-cys(R265C)取代。在300个对照中未发现该突变。发生的癌症包括结肠癌,直肠癌,胃癌,子宫内膜癌,卵巢癌,乳腺癌等。单倍型分析表明有2种常见的单倍型,其中10个家庭共有1个单倍型,这表明几个世纪前在中国有共同的起源。
.0031大肠癌,遗传性非多发性,2型
MLH1,11.6 KB DEL
Pinheiro等人在一系列84个Lynch综合征(HNPCC2;参见609310)中的14个不相关患者和95个家庭成员中,MLH1,MSH2(609309)或MSH6(600678)的生殖系发生了突变(2011)确定了影响MLH1和连续LRRFIP2基因的相同外显子重排(614043)。所有14个先证者都具有11,627-bp的缺失,包括MLH1基因的外显子17至19和LRRFIP2基因的外显子26至29。5-prime和3-prime断点分别位于MLH1外显子16下游280 bp和LRRFIP2外显子25上游678 bp(chr3:37.089-37.101 Mb,GRCh37)。因此将该突变命名为1896 + 280_oLRRFIP2:1750-678del。该突变占其系列中所有有害错配修复突变的17%。单倍型分析显示保守区约为1 Mb,突变年龄估计为283 +/- 78,即18世纪初。所有14个家庭都来自波尔图地区的乡村。Pinheiro等(2011年) 建议使用此突变作为葡萄牙裔家庭中Lynch综合征的一线筛查。
.0032大肠癌,遗传性非多发性,2型
MLH1,IVS3DS,GA,+ 5
Borras等在来自西班牙北部的17个西班牙家庭中患有遗传性非息肉病性结直肠癌(HNPCC2; 609310)(2010年)在MLH1基因(306 + 5G-A)的内含子3中发现了G到A的转变。患者淋巴细胞的RT-PCR显示异常的mRNA转录物有望产生截短的蛋白质。该转录物与对应于外显子3的框内跳跃的转录物数量增加相关。尽管该变体在RNA水平上具有致病性,但在携带者的淋巴细胞中未观察到异常条带或蛋白表达差异,这表明突变蛋白不稳定。到70岁时,男性携带者罹患结肠直肠癌的终生风险估计为男性20.1%,女性14.1%。确定了常见的单倍型,与创建者效应一致,并且突变的年龄估计为53至122代。
.0033大肠癌,遗传性非多发性,2型
MLH1,LEU622HIS
在来自西班牙南部的12个西班牙家庭中,患有遗传性非息肉病性结直肠癌(HNPCC2; 609310)(2010年)在MLH1基因中发现了1865T-A颠倒,导致MutL相互作用域的高度保守残基中出现leu622-his(L622H)取代。体外功能表达研究表明,取代导致MLH1蛋白量减少。分析的6个肿瘤中有5个丧失了MLH1野生型等位基因,表明随着野生型蛋白的丧失而具有生长优势。到70岁时,男性携带者罹患结肠直肠癌的终生风险据估计为6.8%,女性为7.26%。确定了常见的单倍型,与创建者效应一致,并且突变的年龄估计为12至22代。
.0034不匹配维修癌症综合征
MLH1,LEU73ARG
Baas等人在一个患有错配的男孩中修复了癌症综合征(MMRCS;276300)(2013年)在MLH1基因的外显子3中发现纯合的218T到G的转化,导致leu73到arg(L73R)取代。他的父母没有血缘关系,但来自同一波利尼西亚太平洋岛屿人口。体外功能表达研究表明该突变蛋白没有DNA修复活性。患者首先表现为多形性胶质母细胞瘤,后来发展为T细胞淋巴母细胞淋巴瘤。他在治疗结束时死于败血症。脑成像显示showed体,半球间和脑内囊肿以及右皮质下和脑室周围异位症几乎完全发育不全。他还被注意到有多个咖啡厅点。产妇家族史为大肠癌阳性。