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案例研究:RDDC RNA Splicer 精准预测 COL4A5 内含子变异致X连锁Alport综合征

日期: 2025-10-18

分类: 应用案例

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RDDC精准预测*COL4A5*内含子变异致病性

引言

X连锁Alport综合征(XLAS)的诊断中,获取合适的样本(如皮肤成纤维细胞或尿液细胞)来验证内含子剪接变异的功能既耗时又困难。一项创新性研究建立了一种非侵入性的高效检测体系(PHA诱导淋巴母细胞),并结合了RDDC中RNA剪接预测模型的精准预测能力。该研究中,RDDC成功预测了一个COL4A5基因新型内含子变异的致病性剪接效应,这一预测随后被淋巴母细胞、iPSCs和迷你基因(minigene)实验多重验证,为XLAS的分子诊断提供了重要的"预测-验证"范式。

研究挑战:WES发现顺式内含子VUS

本研究的挑战源于一个5岁的XLAS患儿。全外显子测序(WES)在其COL4A5基因中发现了两个位于同一条染色体(顺式, in cis)的内含子变异:c.465+29T>Gc.4822-12T>C。这两个变异均位于非编码区,在人群数据库中未见报道,属于"意义未明变异"(VUS)。要确定哪个变异是致病的,以及它们如何导致疾病,必须进行生物信息学预测和功能验证。

RDDC精准预测:锁定关键致病变异

为评估这两个VUS的潜在致病机制,研究人员使用了RDDC中RNA剪接预测模型。RDDC的AI模型对这两个变异给出了截然不同的预测:

预测结果

  • 对于 c.465+29T>G:RDDC预测其对剪接信号影响不显著
  • 对于 c.4822-12T>C:RDDC预测该变异可能激活一个隐蔽的剪接位点,导致异常剪接。

RDDC的预测结果清晰地将研究焦点引向c.4822-12T>C,认为这才是关键的致病变异,并为其可能的致病机制(激活隐蔽位点)提供了明确的假说。

多重实验验证:证实RDDC预测的准确性

研究团队随后通过三种不同的实验方法对RDDC的预测进行了验证:

淋巴母细胞与iPSCs验证

通过将患者PBMCs诱导分化为淋巴母细胞和诱导多能干细胞(iPSCs)(均为COL4A5基因的有效表达模型),RT-PCR分析显示,c.4822-12T>C变异确实导致了外显子52的跳跃,产生了截短蛋白(p.M1601fsTer1);而c.465+29T>G变异未引起剪接异常

迷你基因实验

迷你基因实验:突变型载体(含c.4822-12T>C)转染细胞后,产生了331 bp的异常转录本(代表外显子52缺失),而野生型载体则产生504 bp的正常转录本。

验证结论

这三种实验的结果均与RDDC RNA剪接预测模型(RNA Splicer)的预测完全一致In silico预测与in vitro实验的完美契合,不仅成功将c.4822-12T>C变异鉴定为致病性变异,也证实了c.465+29T>G为良性变异。

案例启示

本案例有力地证明,RDDC RNA Splicer是WES数据分析中识别和评估内含子VUS致病性的强大工具。它能够精准区分复杂(如in cis)变异中的"致病"与"良性"信号,其预测结果可以有效指导后续的功能验证。这种"RDDC预测 + 细胞模型/Minigene验证"的技术路径,不仅将诊断周期从15天缩短至3天,还为反义寡核苷酸(ASO)等基因治疗策略提供了明确的靶点(如c.4822-12T>C诱导的外显子跳跃),是推动罕见病精准诊疗转化的重要工具。

内容来源与免责声明

本文是对以下科学研究的编译和解读,旨在展示 RDDC 生信工具在其中的应用。所有研究数据和结论归原作者和出版物所有。

原始文献

Li Y, Tian R, Hei Y, et al. Detection of Pathogenic Intronic Variants for COL4A5 Gene in X-Linked Alport Syndrome: Developing a Novel Methodology. Human Mutation. 2025.

文献链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1155/humu/1443580

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