Nf1 mutation analysis in a patient homozygous for a truncating hmlh1 mutation

Abstract

Kalıtsal polipoz olmayan kolorektal kanser, erken yaşta ortaya çıkan, diğer kanser türlerinin görülme insidansını artıran ve otozomal dominant kalıtım özelliği gösteren bir hastalıktır. Kansere yatkınlık, çoğunluğu MLH1 ve MSH2 genlerinde olmak üzere, beş yanlış eşleşme DNA tamir genlerinden herhangi birinde olan heterozigot eşey hücresi mutasyonundan kaynaklanmaktadır. Bu çalışma, bir akraba evliliğinden doğan ve homozigot eşey hücresinde MLH1 geni mutasyonu [C676T→Arg226Stop] taşıyan bir çocuk üzerine yoğunlaşmıştır. Bu çocukta, genellikle HNPCC bireylerinde görülen kolorektal kanser fenotipi yerine, nörofibromatoz tip 1 ve hematolojik malignite görülmektedir. Bu ciddi tümorijenik sendrom, büyük olasılıkla, DNA MMR aktivitesi olmadığı için NF1 geninde bulunan bir mutasyonun tamir edilememesi sonucu gelişmiştir. Bu hipotezi doğrulamak ve bu fenotipin oluşmasını etkileyen genetik mekanizmaya açıklık getirmek amacıyla, mononükleotid ya da dinükleotid tekrar dizileri içeren NF1'in fonksiyonel bölgesinde bulunan eksonlar tek iplikçikli yapısal çeşitlilik (SSCP) analizi ve DNA dizi analizi kullanılarak mutasyon varlığı açısından incelenmiştir.DNA'nın SSCP analizi sonucunda, NF1 ekson 22'de farklılık tanımlanmış ve DNA dizi analizi sonucunda, bir heterozigot C3721T geçiş mutasyonu ortaya çıkarılmıştır. Ayrıca, TaqI restriksiyon enzim analizi ile, bu eksondaki restriksiyon bölgesinin kaybolduğu saptanarak sekans sonuçları doğrulanmıştır. C3721T mutasyonu, bir arjinin kodonunun bir stop kodonuna dönüşümüne yol açmakta ve elde edilen NF1 gen ürünü, fonksiyonel GTPase aktivasyon bölgesini taşımamaktadır. Yabanıl aleldeki olası bir somatik mutasyon, nörofibromin fonksiyonunun tamamen kaybolmasına sebep olmuştur. Böylece bozulan Ras•GTP sinyal regülasyonu, büyük bir olasılıkla tümör oluşumuna -- nörofibromatoza ve hematolojik maligniteye neden olmuştur. NF1 mutasyonunun anne, baba ve kardeşte olmayışı, bunun, erken embriyogenezde, büyük olasılıkla yapısal MMR eksikliğine bağlı olarak gelişen bir de novo mutasyonu olduğunu göstermektedir

Hereditary nonpolyposis colorectal cancer (HNPCC) is a common autosomal dominant disease characterized by an inherited predisposition to early onset colorectal cancer and an increased risk of certain other cancers. Cancer susceptibility is due to a heterozygous germ line mutation in one of five mismatch repair (MMR) genes, with the majority of mutations found in MLH1 and MSH2. This study focused on a child with a homozygous germ line mutation in MLH1 [C676T→Arg226Stop] inherited from consanguineous parents (Ricciardone et al., 1999). This child presented with neurofibromatosis type 1 and hematological malignancy, instead of the colorectal cancer phenotype usually seen in HNPCC individuals. This severe tumorigenic syndrome most likely resulted from a downstream mutation in the NF1 gene that could not be repaired due to complete absence of DNA MMR activity. To confirm this hypothesis and possibly clarify the genetic mechanism involved in this phenotype, exons in the functional domain of NF1 that contained mononucleotide or dinucleotide repeat sequences were analyzed by single strand conformation polymorphism (SSCP) and DNA sequence analysis for the presence of mutations. SSCP analysis of the child's DNA identified altered mobility of NF1 exon 22. Subsequent DNA sequence analysis revealed a heterozygous C3721T transition mutation. TaqI restriction digestion of the exon fragment confirmed loss of the restriction site, thus, verifying the sequencing results. The C3721T mutation results in substitution of a stop codon for an arginine codon at position 1241. The resulting NF1 gene product is truncated at the beginning of the functional GTPase activation domain. A putative somatic mutation in the wild-type allele caused complete loss of neurofibromin function. The resulting impaired regulation of Ras•GTP signaling probably contributed to tumor development -- neurofibromatosis and hematological malignancy. This NF1 mutation was not present in the mother, father or sibling, indicating that this was a de novo mutation that occurred in early embryogenesis, most probably as a downstream consequence of constitutional MMR deficiency.