一、LRRK2 基因突變
LRRK2 和 α-synuclein、UCHL1 基因突變與體染色體顯性遺傳的
帕金森氏症相關(Wood-Kaczmar et al., 2006)。根據過去西方國家的統
計，具有顯性遺傳帕金森氏症家族史的病患中，有 13%被發現有
LRRK2 基因變異，而在偶發型帕金森氏症病患中則為 5% (Berg et al.,
2005; Mata et al., 2006; Taylor et al., 2006)。近年來 LRRK2 基因 G2385R
與R1628P 變異亦分別已被證實為亞洲人種以及華人漢族帕金森氏症
特有的危險因子(Farrer et al., 2007; Ross et al., 2008)。由於 LRRK2 可 以說是目前引起顯性遺傳帕金森氏症病患重要的基因，故本實驗針對 林口長庚醫院醫院提供之帕金森氏症患者 cDNA 進行 LRRK2 基因定 序的工作，定序分析結果顯示如表五。
(一) R1441H 突變
帕金森氏症患者 H666 為表現子 31 的 R1441H 異型合子突變。在 擴大檢測 484 位帕金森氏症患者患者的基因體 DNA 上的 R1441H 突 變後發現，除了H666 患者外，並無其他患者擁有此突變，即 R1441H
(1/266) (Spanaki et al., 2006)及澳洲族群的 0.2% (2/830) (Huang et al., 2007)，R1441H 突變在全球帕金森氏症族群中出現頻率偏低，不是常 見的危險因子。
Arg1441位於ROC domain 上，而 ROC domain 與 LRRK2 蛋白的 GTPase 和 Kinase 活性有關。Lin 等人使用 R1441H 變異的帕金森氏 症患者淋巴細胞株，在加入 proteosome 抑制劑 MG-132 後，發現細胞 產生程式性死亡(apoptosis)的數目要比控制組顯著高，顯示帶有 R1441H 突變的 LRRK2 蛋白存在細胞中，可能造成細胞毒害(Lin et al., 2008)。另外在西方族群出現頻率較高的 R1441C/G 突變，亦會降低 LRRK2 蛋白 GTPase 與 Kinase 活性(Li et al., 2007b)。上述結果顯示 Arg1441於LRRK2 蛋白功能扮演重要的角色。
Arg1441在脊椎動物物種間高度保留(Mata et al., 2006)。蛋白質結 構預測的研究發現，Arg1441離 GTP 結合位較遠，且並非在蛋白的表 面上(Mata et al., 2006)。LRRK2 蛋白質結晶構造分析顯示，當 LRRK2 蛋白形成二聚體時，Arg1441與 Phe1401、Phe1406、Trp1434這四個胺基酸 會形成一個疏水性拉鍊(hydrophobic zipper)，緊密結合 2 個單聚體，
而Arg1441位於此拉鍊構造的核心，與Phe1401、Trp1434形成氫鍵鍵結並
或是組胺酸(Histidine)，可能無法與 Phe1401、Trp1434 形成氫鍵，導致 LRRK2 蛋白二聚體不穩定(Deng et al., 2008)。GST Pull-Down 實驗亦 顯示，帶有R1441C 突變的 LRRK2 蛋白形成二聚體的能力較差(Weiss, 2008)。
(二) R767H 突變
R767H 突變為此次研究新發現，未被報導過。R767H 突變在檢 測的374 位帕金森氏症患者與 196 位正常人中，僅見於 cDNA 定序所 發現的患者(H873)。
R767H 突變位於 ANK domain 上，ANK domain 參與蛋白質與蛋
白質之間的交互作用，且與 LRKK2 蛋白結構有關。從胺基酸的觀點
來看，極性胺基酸的側鏈對於蛋白質結構穩定性非常重要。透過不同 帶電側鏈間形成離子鍵，可以穩定蛋白質結構。如果蛋白質結構內部 有未配對的帶電側鏈，則會大大減弱結構的穩定性。帶電殘基有很強 的親水性，通常位於蛋白質表面。雖然精胺酸 Arg 與組胺酸 His 同為 帶正電的極性胺基酸，由於精胺酸所帶之電荷較組胺酸強，推測 R767H 突變可能減弱 LRRK2 蛋白結構的穩定性。此外，被報導的人
cell-cycle inhibitor p16 (Russo et al., 1998; Ruas et al., 1999)及 Notch3 (Joutel et al., 1996)等。上述結果說明 ANK domain 對於蛋白質結構的 重要性，故推測R767H 突變會影響 LRRK2 蛋白結構。
(三) S885N 突變
S885N 突變亦為此次研究新發現，未被報導過。S885N 突變在檢 測的401 位帕金森氏症患者與 211 位正常人中，僅見於 cDNA 定序所 發現的患者(H35)。S885N 突變位於 ANK 與 LRR 兩個 domain 間，此 其突變對LRRK2 蛋白功能的影響，有待進一步的驗證。
二、LRRK2 基因多型性
LRRK2 基因是目前引起顯性遺傳帕金森氏症病患重要的基因。
近年來已有許多研究報導指出，LRRK2 基因上的多型性點在不同族 群當中已成為帕金森氏症的危險因子。本實驗針對其中三個改變胺基 酸的多型性點R1398H、G2385R、M2397T 進行了病例對照研究。
R1398H、G2385R、M2397T 多型性在帕金森氏症患者與正常人 族群的基因型及等位基因頻率分析中，G2385R 整體的基因型在帕金
森氏症族群和正常人間有差異的趨勢(8.4% vs. 4.2%, odds ratio = 2.08, 95% CI: 1.05-4.41, P=0.044) (表八)。針對 G2385R 多型性等位基因頻 率分析，其中G2385R 的 A 對偶基因頻率在帕金森氏症族群中亦較正 常族群高(4.2% vs. 2.1%, odds ratio = 2.03, 95% CI: 1.04-4.27, P=0.048) (表八)。2007 年 Farrer 的研究發現，G2385R 變異在台灣族群中帕金 森氏症患者頻率約為8%，高於正常人族群頻率 4% (Odds ratio = 2.24) (Farrer et al., 2007)。另外在台灣及新加坡族群中，G2385R 變異在帕 金森氏症患者的頻率顯著高於正常人族群(7.3% vs. 3.6% , odds ratio
= 2.1，95% CI: 1.1-3.9, P = 0.014) (Tan et al., 2007)。故本實驗結果(表 八)與前人的研究結果相似。進一步對三個多型點進行配對分析，具 有G2385R 的 GA 異型合子與 M2397T 的 CC 同型合子組合時，則此 配對差異達顯著性(4.2% vs. 0.4%，P = 0.004)，罹患帕金森氏症的風 險亦增高(Odds ratio=10.63, 95% CI: 2.08-194.26, P = 0.024) (表九)。推 測M2397T CC 同型合子可能增加 G2385R GA 異型合子的罹病風險。
G2385R 變異位於 WD40 domain 上，WD40 domain 亦參與蛋白 質的交互作用。當疏水性的 Gly2385被親水性的精胺酸 Arg 取代，使 得 WD40 domain 的淨正電荷增加，取代的精胺酸可能導致 LRRK2 蛋白失去與其他蛋白的交互作用，或是產生新的交互作用(Mata et al.,
2006)。在 G2385R 變異的功能研究上，G2385R 變異的 LRRK2 蛋白 會在細胞質堆積，導致細胞對氧化壓力耐受性減弱，細胞產生程式性 死亡(Tan et al., 2007)。G2385R 變異的帕金森氏症患者的淋巴細胞 株，在加入MG-132 後，細胞死亡的數目亦比控制組顯著的高(Lin et al., 2008)。上述研究結果顯示 Gly2385於 LRRK2 蛋白功能上亦扮演重要 的角色。
多型性點 R1398H 與 M2397T 分別位於 ROC domain 及 WD40 domain 上。此二個多型性點變異，在美國族群的帕金森氏症患者及 正常人分析中並無明顯差異(Paisan-Ruiz et al., 2005)。此結果與本實 驗結果(表八)相似。雖然如此，LRRK2 蛋白結晶構造顯示 R1398 與 T1343 能調控 Ras 活性，進而影響 GTPase 的功能，實驗亦證明 LRRK2 蛋白若同時存在R1398Q 與 T1343G 變異，會使得自我磷酸化程度降 低，GTPase 的活性亦下降(Deng et al., 2008)。
除了以上三個改變胺基酸的變異點外，本研究尚發現 8 個靜默多 型性/變異，包括 7 個已被報導過(L953、K1423、G1624、K1637、
G1819G、E2108、G2385)及一個未被報導過(R1483)。雖然這些變異 點並未改變胺基酸，但對LRRK2 基因表現的影響(如 mRNA 穩定性、
三、GRN 基因變異
根據報導的文獻，在額顳葉型失智症的族群中，約有 5~10%的病 人可以找到GRN 基因變異，此頻率與另外一個致病基因 MAPT 變異 相當(Gass et al., 2006; Le Ber et al., 2007)。但亦有文獻指出 GRN 基因 變異頻率較低(Bruni et al., 2007)。本研究針對 41 位額顳葉型失智症患 者進行 cDNA 定序，結果在同一個病人(H1848)發現兩個報導過的變 異點：L57M 以及 T487I。這兩個變異是否在同一條染色體上及對 GRN 基因功能的影響，皆有待進一步的探討。
此外，我們亦發現兩已被報導(Gass et al., 2006)的多型性點：表 現子 4 的 D128 C>T 及 3’UTR 的 C>T。由於此 2 個變異一為靜默突
變、一位於 3’端的非翻譯區，因此推測對於 GRN 功能影響不大，但
仍不排除這些變異點可能影響GRN mRNA 的穩定性、裁接、或轉譯
等。