Hypertrofische cardiomyopathie (HCM, OMIM: 613690) is de meest voorkomende cardiomyopathie in China, met een geschatte incidentie van 0,2%, die 150.000 mensen 1,2 treft.
Het pathologische anatomische kenmerk dat HCM kenmerkt, is asymmetrische ventriculaire hypertrofie, waarbij vaak het ventriculaire uitstroomkanaal en / of interventriculair septum3 betrokken is. De klinische manifestatie is inspanningsdyspneu, vermoeidheid en pijn op de borst. Het individuele fenotype van HCM heeft variabiliteit variërend van klinisch verraderlijk tot ernstig hartfalen. Patiënten met HCM hebben medische behandeling, harttransplantatie, levensondersteunende apparatuur en multidisciplinaire follow-up nodig4.
In de afgelopen eeuw heeft PCR-technologie de manier veranderd waarop we DNA5 bestuderen. Een DNA-sequencingmethode voor klinische diagnose werd ontdekt door Sanger en collega's6. De Sanger-techniek werd vervolgens toegepast op het Human Genome Project, maar deze aanpak was kostbaar en tijdrovend7. De komst van whole-genome sequencing (WGS) bracht inzichten in menselijke genetische ziekten naar nieuwe hoogten, maar het bleef onbetaalbaar in termen van kosten. Whole-exome sequencing (WES) technologie wordt al lang gebruikt om kiembaanvarianten8 te detecteren en is succesvol geweest in het identificeren van somatische drivermutaties in het exoom van verschillende kankers9. De detectie van DNA-exonen of coderende regio's door WES kan worden gebruikt om pathogene varianten in de meeste Mendeliaanse ziekten te onthullen. Vandaag de dag, met de dalende kosten van sequencing, wordt verwacht dat WGS een belangrijk hulpmiddel zal worden in genomica-onderzoek en op grote schaal kan worden gebruikt bij de detectie van pathogene varianten in het genoom.
WES-technologie is ook gebruikt bij erfelijke cardiomyopathie om pathogene varianten te identificeren om de etiologie verder op te helderen. Opkomend bewijs heeft aangetoond dat genen die sarcomeer structurele eiwitgenmutaties coderen, zoals MYH710, MYH611, MYBPC312, MYL213, MYL314, TNNT215, TNNI316, TNNC117 en TPM118 verantwoordelijk zijn voor de genetische etiologie van HCM. Bewustzijn van pathogene varianten in zeldzame ziekteverwekkende genen (bijv. obscurine, cytoskeletale calmoduline en titine-interacterende RhoGEF (OBSCN, OMIM: 608616)19, werkende alfa 2 (ACTN2, OMIM: 102573)20, en cysteïne en glycinerijk eiwit 3 (CSRP3, OMIM: 600824)21) is ook in verband gebracht met HCM. Huidige genetische studies hebben meerdere verschillende pathogene varianten in het sarcomerische eiwitgen geïdentificeerd bij ongeveer 40% -60% van de HCM-patiënten, en genetische tests bij HCM-patiënten onthulden dat de meeste pathogene varianten voorkomen in de myosine-zware keten (MYH7) en myosine-bindend eiwit C (MYBPC3). De genetische basis voor HCM blijft echter ongrijpbaar. Het onderzoeken van de pathogeniciteit van deze variaties die ten grondslag liggen aan de menselijke HCM-patiënten blijft een grote uitdaging22.
In deze studie rapporteren we een pathogene variant in MYH7 in een Chinese Han-familie met HCM door WES. Om de pathogeniciteit van deze variant te verifiëren, hebben we een C57BL/6N-Myh7em1(G823E) knockin muizen vastgesteld met behulp van het CRISPR/Cas9 systeem. We bespreken ook plausibele mechanismen van deze variant.