Nhân một trường hợp mắc hội chứng Gardner có đột biến gen APC

Nghiên cứu Y học

Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 20 * Số 1 * 2016

NHÂN MỘT TRƯỜNG HỢP MẮC HỘI CHỨNG GARDNER
CÓ ĐỘT BIẾN GEN APC
Đỗ Thị Thanh Thủy*, Ngô Thị Hồng Phước*, Nguyễn Thị Băng Sương**, Bùi Nguyễn Nhật Minh*,
Nguyễn Văn Tròn***, Huỳnh Châu Quang Khải***, Bùi Hữu Lâm***

TÓM TẮT
Mở đầu: Hội chứng Gardner là bệnh di truyền trội do đột biến gen trên nhiễm sắc thể thường với nhiều
polyp ở đại trực tràng, u xương và bất thường răng miệng. Nguyên nhân gây ra hội chứng Gardner là do đột
biến dòng mầm gen APC (adenomatous polyposis coli gene). Các đột biến trên gen APC chủ yếu là các đột biến
điểm làm cắt ngắn, gây mất chức năng protein APC.
Mục tiêu: Phát hiện đột biến gen APC của một bệnh nhân mắc hội chứng Gardner.
Đối tượng và phương pháp nghiên cứu: Một bệnh nhân nữ, 19 tuổi với những triệu chứng điển hình của
hội chứng Gardner được bệnh viện RHM Trung Ương gửi đến với yêu cầu phát hiện đột biến gen APC. Chúng
tôi tiến hành giải trình tự gen APC và sử dụng các công cụ sinh tin học để phát hiện đột biến gen APC cũng như
dự đoán tác động của đột biến.
Kết quả: Đã phát hiện đột biến p.Gln1517ArgfsX6 trên gen APC và phân tích những tác động của đột biến
lên chức năng protein.
Kết luận: Phát hiện được một đột biến p.Gln1517ArgfsX6 trên gen APC của bệnh nhân mắc hội chứng
Gardner.
Từ khoá: Hội chứng Gardner, APC, Giải trình tự, p.Gln1517ArgfsX6.

ABSTRACT
REPORT OF A GARDNER’S SYNDROME CASE WITH AN APC GENE MUTATION
Do Thi Thanh Thuy, Ngo Thi Hong Phuoc, Nguyen Thi Bang Suong, Bui Nguyen Nhat Minh,
Nguyen Van Tron, Huynh Chau Quang Khai, Bui Huu Lam
* Y Hoc TP. Ho Chi Minh * Supplement of Vol. 20 - No 1 – 2016: 324 - 329
Introduction: Gardner’s syndrome is an autosomal dominant disorder with complete penetrance, caused by

mutations in the APC gene (adenomatous polyposis coli gene). Gardner’s syndrome is characterized by intestinal
polyposis, osteomas and dental abnormalities. APC mutations are mostly point mutations, causing a truncated
and dysfunctional APC protein.
Objective: Detection of mutations in APC gene from a patient with Gardner’s syndrome.
Subjects and Methods: A19-year-old female patient with typical symptoms of Gardner’s syndrome was
sent from the Hospital of Odonto-Stomatology, Hochiminh City for detection of APC gene mutations. We
performed APC gene sequencing and used bioinformatics tools to detect APC gene mutations and predict the
effects of mutations.
Results: We detected the p.Gln1517ArgfsX6 mutation in APC gene and analyzed the effects of this
*Trung tâm Y sinh học phân tử - Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh
**Bộ môn Hóa Sinh - Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh
*** Bệnh viện Răng Hàm Mặt Trung Ương TP HCM
Tác giả liên lạc: TS. BS. Đỗ Thị Thanh Thủy
ĐT: 0908487425

324

Email:

Chuyên Đề Nội Khoa I


Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 20 * Số 1 * 2016

Nghiên cứu Y học

mutation on functions of the APC protein.
Conclusion: We reported a p.Gln1517ArgfsX6 mutation in APC gene from a patient with Gardner’s
syndrome.
Key words: Gardner’s syndrome, APC, Sequencing, p.Gln1517ArgfsX6

hay không để phòng tránh nguy cơ ung thư và
ĐẶT VẤN ĐỀ
thực hiện các tư vấn di truyền nhằm hạn chế sự
Vào năm 1953, Gardner đã mô tả một hội
lan truyền của gen đột biến trong cộng đồng.
chứng bệnh di truyền với nhiều polyp ở đại trực
Chúng tôi tiến hành nghiên cứu đột biến gen
tràng, u xương và bất thường răng miệng (6).
APC ở các bệnh nhân mắc hội chứng Gardner
Hiện nay, hội chứng Gardner được xem là một
với mong muốn tìm hiểu mối liên hệ giữa biến
biến thể của bệnh đa polyp tuyến gia đình (FAP)
đổi kiểu gen và đặc điểm lâm sàng bệnh cũng
với tần suất mắc bệnh dao động từ 1/12000 cho
như thực hiện tư vấn di truyền cho thân nhân
đến 1/4000(7). Hội chứng Gardner là bệnh di
người bệnh. Chúng tôi xin báo cáo một trường
truyền trội do đột biến gen trên nhiễm sắc thể
hợp hội chứng Gardner đã phát hiện thấy có đột
thường với những biểu hiện lâm sàng đặc trưng
biến gen APC.
là đa polyp đại trực tràng dẫn đến ung thư đại
ĐỐITƯỢNG-PHƯƠNGPHÁPNGHIÊNCỨU
trực tràng sau này, răng dư thừa mọc ngầm dưới
hàm, u xương ở hộp sọ, u tuyến giáp, u nang
Đối tượng nghiên cứu
biểu bì (10). Nguyên nhân chủ yếu gây ra hội
Bệnh nhân nữ, 19 tuổi, nhập viện do có triệu
chứng Gardner là do đột biến dòng mầm gen
chứng bất thường về răng miệng như sưng lợi, u

APC (adenomatous polyposis coli gene) - một gen ức
xương ở góc bên phải hàm dưới. Bệnh nhân
chế khối u nằm trên NST số 5. Gen APC gồm 15
được làm các xét nghiệm cận lâm sàng tại bệnh
exon, với exon lớn nhất là exon 15 chiếm 75%
viện Răng Hàm Mặt Trung Ương, đồng thời lấy
trình tự mã hóa protein của gen. Gen APC mã
mẫu máu phân tích gen APC tại Trung tâm Y
hóa cho protein APC gồm 2843 amino axit có vai
sinh học phân tử, trường Đại học Y dược,
trò điều hòa con đường tín hiệu WNT, ngăn
TP.HCM.
chặn tế bào tăng trưởng và phân chia quá mức(12).
Các nghiên cứu về gen APC đã tìm ra trên
1000 đột biến được công bố trên cơ sở dữ liệu
Leiden
Open
Variations
Database
(). Các đột biến trên gen
APC chủ yếu là các đột biến vô nghĩa và các đột
biến lệch khung tạo thành stop codon làm cắt
ngắn protein APC và gây mất chức năng của
protein này. Hầu hết các đột biến này là đột biến
điểm nằm rải rác khắp gen nên giải trình tự là
phương pháp hiệu quả nhất để phát hiệu đột
biến trên gen APC. Việc phát hiện các đột biến ở
gen APC là rất cần thiết để phát hiện và điều trị
phòng ngừa sớm ung thư đại trực tràng do hội
chứng Gardner gây ra. Bên cạnh đó, đột biến ở

gen APC là đột biến gen trội di truyền nên người
nhà của bệnh nhân bị hội chứng Gardner cũng
cần xét nghiệm kiểm tra có bị đột biến gen này

Tiêu Hóa

Phương pháp nghiên cứu

Chẩn đoán cận lâm sàng
Chụp X-quang vùng răng miệng
Nội soi đại trực tràng

Phân tích gen APC
Tách chiết DNA genome từ mẫu máu
Mẫu máu được chống đông bằng EDTA,
được tách chiết DNA trong 24 giờ. Quy trình
tách chiết DNA genome từ 200 µl máu ngoại vi
được tiến hành với bộ thuốc thử Qiagen. Đo
nồng độ và độ tinh sạch của DNA được tách
chiết, mẫu có tỷ lệ giá trị mật độ quang ở bước
sóng 260/280 nm đạt từ 1,8 – 2,0 được dùng để
tiến hành phản ứng PCR và giải trình tự gen.
Kĩ thuật giải trình tự gen
Tiến hành phản ứng PCR khuếch đại toàn bộ

325


Nghiên cứu Y học

Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 20 * Số 1 * 2016

15 exon bằng 29 cặp mồi.
- Các thành phần phản ứng bao gồm: Mồi
xuôi 0,2 µM, mồi ngược 0,2 µM, đệm PCR 1X,
MgCl2 1,5 mM, dNTP 0,2 mM, TakaraTaq 0,5U,
DNA genome bản mẫu 1 µl trong tổng thể tích
15 µl.
- Chu trình nhiệt: Biến tính ở 98oC trong 5
phút, sau đó là 30 chu kỳ gồm 98oC trong 10
giây; 58oC trong 30 giây; 72oC trong 1 phút, và
giai đoạn kết thúc gồm 72oC trong 5 phút.
Tinh sạch sản phẩm PCR và giải trình tự
từng đoạn sản phẩm khuếch đại
Phân tích kết quả giải trình tự và dự đoán tác động
của đột biến
Xác định đột biến, phân tích khả năng gây
bệnh của đột biến bằng các phần mềm chuyên
dụng.

Hình 2.Kết quả chụp X-quang vùng răng miệng

Kết quả giải trình tự gen APC của bệnh
nhân
Sản phẩm PCR sau khi được tinh sạch và
được tiến hành xác định trình tự theo cả hai
chiều (chiều xuôi - F và chiều ngược - R) của gen
APC.

KẾT QUẢ

Đặc điểm cận lâm sàng của bệnh nhân

Hình 3. Kết quả giải trình tự exon 15F

Hình 1.Kết quả nội soi đại trực tràng
Nhận xét: Kết quả nội soi đại trực tràng của
bệnh nhân phát hiện nhiều polyp đường kính từ
3-6mm ở vùng trực tràng sigma. Vùng đại tràng
P và đại tràng T niêm mạc trơn láng, mềm mại,
không phát hiện u, loét. Đại tràng ngang trống,
các van ruột thấy rõ. Vùng góc lách, góc gan và
manh tràng đều bình thường.
Kết quả chụp X-quang vùng răng miệng cho
thấy rõ u xương mọc ở vùng góc phải hàm dưới.
Răng cửa hàm dưới mọc xô lệch và bị chèn ép
bởi nhiều răng mọc ngầm trong xương hàm
dưới (Hình 2).

326

Nhận xét: So sánh với trình tự tham chiếu
tại ngân hàng gen (GenBank), chúng tôi đã
phát hiện được đột biến điểm mất một
nucleotide A tại vị trí 132640 trên gen APC,
tương ứng với vị trí c.4550 trên c.DNA. Đột
biến mất một nucleotide A này làm cho khung
đọc mã phía sau vị trí đột biến bị lệch, nên
trình tự acid amin bị thay đổi so với trình tự
gốc của protein APC. Ở phạm vi protein, đột
biến có tên gọi p.Gln1517ArgfsX6 15F

(Glutamine ở vị trí 1517 chuyển thành
Arginine, chiều dài đoạn lệch khung (fsframeshift) là 5 codon và một codon kết thúc
(X) tại exon 15F (vì exon 15 rất dài, nên chúng
tôi chia làm nhiều đoạn tương ứng A, B, C, D...
để thực hiện phản ứng PCR và giải trình tự).

Chuyên Đề Nội Khoa I


Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 20 * Số 1 * 2016
Dự đoán tác động đột biến lên protein APC

Nghiên cứu Y học

Đột biến p.Gln1517ArgfsX6 15F đã tác động
đến chuỗi polypeptide của protein APC như sau:

Hình 4. Kết quả tác động của đột biến lên chuỗi polypeptide
p.Gln1517ArgfsX6 và phân tích ảnh hưởng của
Nhận xét: Khi đột biến mất một nucleotide
đột biến lên cấu trúc protein.
(A) xảy ra thì chuỗi polypeptide của protein
APC sẽ thay đổi từ ... Q K D V E L ... chuyển
thành ... R K M W N Stop, protein APC sẽ bị
cắt ngắn từ 2843 amino acid xuống còn 1521
amino acid ảnh hưởng rất nhiều đến chức năng
của protein APC. Dự đoán tác động của đột biến
lên protein APC bằng các phương pháp in silico
gặp nhiều khó khăn bởi vì hiện nay cấu trúc 3D
của protein APC vẫn chưa được nghiên cứu

hoàn thiện vì cấu trúc lớn và phức tạp của nó.
Hiện nay cấu trúc 3D của protein APC chỉ được
giải từng phần nằm trong các phức hợp của
protein APC với Beta catenin và Asef.
Đột biến p.Gln1517ArgfsX6 nằm trong vùng
tập trung đột biến (mutation cluster region MCR) của protein APC từ acid amin 1286 đến
1580 (4). Vùng MCR này nằm trong vùng gắn
beta-catenin. Chúng tôi dự đoán tác động của
đột biến dựa vào cấu trúc phức hợp protein
Beta-catenin liên kết vùng lặp lại 20 acid amin
của protein APC do Ha Nc và cộng sự công bố
(8). Đây là vùng chứa vị trí đột biến và có vai trò
gắn với beta-catenin nhằm kích thích sự phân
hủy beta-catenin. Phần mềm Pymol được sử
dụng để mô phỏng protein APC bị đột biến

Tiêu Hóa

Hình 5: So sánh cấu trúc 3D protein. A: Protein APC
(bình thường) tương tác với Beta catein. B: Protein
APC (đột biến) tương tác với Beta catenin

Nhận xét: Ở protein APC bình thường
chúng ta có thể thấy 6 acid amin trên đã tạo
thành 4 liên kết hydro với Beta-catein trong khi ở

327


Nghiên cứu Y học

Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 20 * Số 1 * 2016

protein APC bị đột biến thì chỉ còn 1 liên kết
hydro đồng thời cấu trúc xoắn alpha cũng bị cắt
bỏ do đột biến tạo thành codon stop nên cắt
ngắn cấu trúc protein APC.

BÀN LUẬN
Hội chứng Gardner là một biến thể của bệnh
FAP với biểu hiện đặc trưng là các polyp ở đại
trực tràng, các polyp này có nguy cơ ác tính rất
cao nếu không được can thiệp điều trị sớm (3).
Các triệu chứng bên ngoài ruột của hội chứng
Gardner thường được phát hiện trước các polyp
đại trực tràng, đặc biệt là các bất thường về răng
và sự xuất hiện các u xương đều là những triệu
chứng điển hình của hội chứng Gardner (11).
Bệnh nhân có đầy đủ các triệu chứng của hội
chứng Gardner đồng thời khi giải trình tự gen
APC đã phát hiện đột biến p.Gln1517ArgfsX6
làm cắt ngắn, gây mất chức năng của protein
APC. Protein APC là một chất ức chế trên
protein Beta-catein. Bình thường, protein APC
ức chế con đường tín hiệu Wnt bằng cách gắn
với Beta-catenin, GSK3β và Axin để kích thích sự
phosphoryl hóa và sự phân hủy của Beta-catenin
nhưng khi protein APC bị đột biến thì Betacatenin không bị phân hủy sẽ tích tụ trong tế bào
chất và đi vào trong nhân kích hoạt sự phiên
mã của nhiều gen như myc và cyclin D1 gây ra

ung thư(5).

MCR) của protein APC, vùng MCR này nằm
trong vùng gắn beta-catenin nên đóng vai trò
quan trọng đối với chức năng điều hòa con
đường Wnt của protein APC. Con đường Wnt
được kích hoạt bởi họ protein Wnt. Trong suốt
quá trình phát triển của bào thai, các protein Wnt
có chức năng làm phát triển và tạo hình thái cho
nhiều cơ quan khác nhau, đặc biệt là cấu trúc
biểu mô hình ống (tubular), các vi nhung mao
(ductular) ở thận và ruột. Con đường Wnt được
điều hòa bằng phức hợp APC có vai trò phân
hủy beta-catenin ngăn chặn đường truyền tín
hiệu của con đường vào nhân tế bào (5). Khi đột
biến xảy ra thì protein APC sẽ bị cắt ngắn từ
2843 amino acid xuống còn 1521 amino acid, làm
thay đổi cấu trúc ban đầu, dẫn đến protein APC
mất khả năng liên kết với Beta-catenin, đồng thời
cấu trúc xoắn alpha là cấu trúc đảm nhận chức
năng phosphoryl hóa Beta-catenin cũng bị mất
đi làm protein APC không còn chức năng
phosphoryl hóa Beta-catenin nhằm kích thích sự
phân hủy của Beta-catenin, điều hòa con đường
tín hiệu Wnt.
Để phân tích sâu hơn về nguyên nhân gây ra
ung thư của đột biến thì ta cần tìm hiểu về cấu
trúc và chức năng của từng vùng trên protein
APC và tác động của đột biến lên protein APC bị
cắt ngắn.

Đột biến p.Gln1517ArgfsX6 nằm trong vùng
tập trung đột biến (mutation cluster region -

Hình 5: Các vùng chức năng của protein APC A: Protein APC (bình thường) B: Protein APC (đột biến) bị cắt
ngắn

Cấu trúc protein APC gồm các vùng chính là
vùng Armadildo (Arm), vùng gắn Beta-catenin,
vùng gắn Axin, vùng cơ bản và vùng gắn EB1 có

328

khả năng liên kết với nhiều protein khác nhau,
thực hiện nhiều chức năng đa dạng (5). Đột biến
p.Gln1517ArgfsX6 làm protein APC bị cắt ngắn

Chuyên Đề Nội Khoa I


Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 20 * Số 1 * 2016
chỉ còn lại vùng Armadildo. Vùng Armadildo có
khả năng tương tác và tăng cường hoạt tính GEF
(guanine-nucleotide exchange factor) của protein
Asef làm kích hoạt khả năng di cư của tế bào
đồng thời làm giảm sự bám dính tế bào thông
qua E-cadherin do làm suy giảm lượng Ecadherin. Tuy nhiên sự kích hoạt protein Asef
chỉ được tìm thấy ở tế bào có protein APC đột
biến bị cắt ngắn chứ không phải ở protein bình
thường chứng tỏ protein APC bị cắt ngắn sẽ thúc

đẩy sự xâm lấn và di căn của khối u (9). Bên cạnh
đó vùng gắn Beta-catenin và vùng gắn Axin
cũng bị mất đi khiến protein APC không còn
chức năng phosphoryl hóa thúc đẩy sự phân
hủy của Beta-catenin. Beta-catenin tích tụ sẽ đi
vào nhân tế bào, gắn vào DNA và hoạt hóa
nhiều gen đích của con đường tín hiệu Wnt, kích
thích sự tăng sinh mất kiểm soát của các tế bào
dẫn đến hình thành polyp và ung thư đại trực
tràng(2). Không những thế, protein APC còn
đóng vai trò quan trọng trong sự phân chia tế
bào. Vùng cơ bản (basic) của protein APC là vị
trí gắn của các vi ống, làm cho protein APC có
tác dụng điều hòa các chức năng của tâm động
giúp sự phân ly nhiễm sắc thể diễn ra bình
thường. Đồng thời, protein APC còn có vùng
gắn EB1 tạo điều kiện dễ dàng cho hoạt động
của Rho và mDia, làm ổn định và polymer hóa
các vi ống, giúp cho việc phân chia nhiễm sắc thể
chính xác (1). Chính vì thế protein APC bị cắt
ngắn làm mất chức năng của tâm động, gây ra
mất ổn định nhiễm sắc thể trong quá trình phân
chia tế bào dẫn đến những biến đổi về cấu trúc
và số lượng nhiễm sắc thể gây ra ung thư.
Như vậy, đột biến p.Gln1517ArgfsX6 là
một đột biến nằm trong vùng hotspot của gen
APC, được phát hiện ở bệnh nhân có biểu hiện
lâm sàng điển hình của hội chứng Gardner.
Tuy nhiên, đây là đột biến mới chưa được
công bố trong y văn nên chúng tôi sẽ tiến

hành các nghiên cứu tiếp theo để khẳng định
đột biến này như là phân tích RNA của bệnh

Tiêu Hóa

Nghiên cứu Y học

nhân hoặc giải trình tự gen APC của phả hệ
trong gia đình bệnh nhân.

KẾT LUẬN
Nghiên cứu đã phát hiện được một đột biến
p.Gln1517ArgfsX6 trên gen APC của một bệnh
nhân mắc hội chứng Gardner với các triệu
chứng lâm sàng và kết quả chẩn đoán cận lâm
sàng đặc trưng.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1.

2.
3.

4.

5.
6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

Aoki K, Taketo MM (2007), “Adenomatous polyposis coli
(APC): a multi-functional tumor suppressor gene”, Journal of
Cell Science, 120: 3327-3335.
Barker N, Clevers H (2006), “Mining the Wnt pathway for
cancer therapeutics”, Na Rev Drug Disco, 5:997-1014.
Bilkay U, Erdem O, Ozek C, Helvaci E, Kilik K, Ertan Y,
Gurler T (2004), “Benign osteoma with Gardner syndrome:
review of the literature and report of a case”, J Craniofac Surg
,15:506–9.
De Rosa M, Scarano M, Panariello L, et al (2003), “The
mutation of the APC gene in FAP patients from southern
Italy: Detection of known and four novel mutations”, Hum
Mutat, 21:655-656.
Fearnhead NS, Britton MP, and Bodmer WF, (2001), “The
ABC of APC”, Human Molecular Genetics, 10 (7): 721-733.
Gardner EJ, Richard RC (1953), “Multiple cutaneous and
subcutaneous lesions occurring simultaneously with
hereditary polyposis and osteomatosis”, Am J Hum Genet,
5:139–47.
Gorlin RJ, Cohen MM, Levin LS (1990), “Gardner syndrome

in syndromes of the head and neck”, 3rd ed. Oxford
University Press.
Ha NC, Tonozuka T, Stamos JL, Choi HJ, Weis WI (2004),
“Mechanism of phosphorylation-dependent binding of APC
to beta-catenin and its role in beta-catenin degradation”, Mol
Cell, 27;15(4):511-21.
Kawasaki Y, Sato R, Akiyama T (2003), “Mutated APC and
Asef are involved in the migration of colorectal tumour
cells”, Nat Cell Biol, 5: 211–215.
Luba MC, Bangs SA, Mohler AM, Stulberg DL (2003),
“Common benign skin tumors”, Am Fam Physician, 67 (4):
729–38.
Newman CA, Reuther WL, Wakabayashi MN, Payette MM,
Plavsic BM (1999), “Gastrointestinal case of the day. Gardner
Syndrome”, Radiogr,19:546–8.
Su LK, Vogelstein B, Kinzler KW (1993), “Association of the
APC tumor suppressor protein with catenins”, Science,
6(5140):1734–1737.

Ngày nhận bài báo:

27/11/2015

Ngày phản biện nhận xét bài báo:

30/11/2015

Ngày bài báo được đăng:

15/02/2016

329