不同的BNC1变异体通过不同的分子机制导致早发性卵巢功能不全

早发性卵巢功能不全（POI）患者中发现三个BNC1罕见异构体，通过构建突变体质粒和RNA测序分析，发现不同变异导致免疫反应、抗病毒应答或生殖发育通路失调，定量PCR验证关键基因表达差异，揭示BNC1变异通过多机制影响POI发生。

郑志|朱春芳|赵敏英|孙玉军|陈书雅|李玉晓|何琳|辛明伟|林莉

北京妇产医院中央实验室，首都医科大学，北京妇幼保健医院，中国北京100006

摘要

早发性卵巢功能不全（POI）是女性不孕的主要原因之一，越来越多的证据表明遗传变异对其发病机制有贡献。为了进一步探索POI的遗传基础，我们对121名POI患者进行了全外显子测序，发现了三种罕见的BNC1基因杂合变异，包括两个错义变异p.(Leu532Pro)和p.(Ser938Asn)，以及一个截短变异p.(Arg15Profs*19)。Basonuclin 1 (BNC1)是一种锌指转录因子，此前已被发现与家族性POI相关，这表明它在卵巢发育和转录调控中起着重要作用。本研究构建了BNC1的野生型（WT）和三种突变质粒，并通过RNA测序（RNA-seq）来分析它们的功能后果。每种BNC1变异都诱导了一组与WT不同的差异表达基因。基因本体富集分析显示，p.(Leu532Pro)与免疫相关过程的失调有关，p.(Ser938Asn)影响抗病毒和先天免疫反应，而截短的p.(Arg15Profs*19)则改变了生殖和发育途径。定量实时聚合酶链反应证实了RNA-seq识别出的代表性基因的差异表达。本研究提供了功能证据，证明BNC1变异通过特定的分子机制导致POI，进一步支持BNC1作为POI的候选基因。

引言

早发性卵巢功能不全（POI）是指在40岁之前卵巢功能丧失，其特征是月经紊乱（≥4个月）、卵泡刺激素（FSH）水平升高（>25 IU/L）以及卵巢储备功能下降（ESHRE、ASRM、CREWHIRL和IMS POI指南组，2024年）。POI不仅会导致不孕，还会增加患骨质疏松症和心血管疾病的风险。全球约有1-3.5%的女性受到影响（李明等，2023年）。其中一部分病例归因于自身免疫性疾病、医源性因素（如化疗或卵巢手术）和环境因素（Touraine等，2024年）。越来越多的证据强调了遗传因素在POI中的重要性，遗传因素占所有POI病例的23.5%（Ke等，2023年）。已知的遗传原因包括X染色体异常和脆性X智力障碍1（FMR1）前突变（Wittenberger等，2007年），以及影响卵泡发育和成熟的基因中的致病变异，如AMH（Alvaro Mercadal等，2015年）、NR5A1（Lin & Achermann，2008年）、FOXL2（Uhlenhaut等，2009年）和BNC1（Zhang等，2018年）；DNA修复基因中的FANCL（Yang等，2020年）、HELQ（França等，2020年）、MCM9（AlAsiri等，2015年）和CHEK1（Guo等，2025年）；凋亡基因中的NANOS3（Wright等，2020年）、TP63（Fan等，2024年）、CKAP5（Hu等，2025年）；减数分裂基因中的HFM1（Jian等，2014年）、REC8（Tucker等，2022b）和SYCE1（De Vries等，2014年）；初级招募基因中的BMP15（Di Pasquale等，2004年）、GDF9（França等，2018年）和NOBOX（L. Li等，2016年，Veitia等，2025年）；线粒体基因中的AARS2（Dallabona等，2014年）、CLPB（Tucker等，2022a）、MRPL49（Thomas等，2025年）和EIF4ENIF1（Ding等，2023年，Ding等，2024年）；代谢基因中的GALT（Teixeira等，2023年）、GGPS1（Foley等，2020年）、LRRC4（Shang等，2025年）以及其他过程基因（Jiao等，2018年，Tucker等，2023年）。然而，大多数散发病例的遗传病因仍不清楚。

Basonuclin 1 (BNC1)是一种高度保守的锌指转录因子，在生殖细胞和上皮组织中富集，对次级卵泡阶段的卵母细胞成熟至关重要（Zhang等，2018年）。BNC1具有多种功能：其锌指结构域能特异性识别rDNA启动子内的三个进化保守位点（Tian等，2001年），从而调节rRNA基因的转录，并通过RNA聚合酶I和II参与转录调控，支持rRNA合成和卵子发生（Ma等，2006年）。除了在转录调控中的作用外，BNC1还参与卵母细胞的脂质代谢和氧化还原平衡。重要的是，BNC1缺乏会通过NF2–Hippo信号通路激活铁死亡，导致POI（Wang等，2022年）。

在本研究中，我们在POI患者中发现了三种不同的BNC1变异。转录组分析和细胞定位显示，每种变异都诱导了独特的基因表达特征，并表现出不同的调控效应，如免疫反应或生殖功能。不同的BNC1变异导致不同的转录变化，表明BNC1蛋白在卵母细胞发育过程中的多样性和复杂性。

患者和伦理批准

本研究纳入了121名2019至2025年间被诊断为POI的中国汉族女性。POI的诊断依据是欧洲人类生殖与胚胎学会（ESHRE、ASRM、CREWHIRL和IMS POI指南组，2024年）的标准。POI患者的平均临床特征见补充表1。所有涉及人类参与者的程序均符合伦理委员会的伦理标准。

p.(Leu532Pro)变异在一个家族性POI病例中被发现

鉴于之前报道的BNC1与家族性POI之间的关联，我们专门检查了POI队列中的BNC1变异，并确定了一个受POI影响的家族（补充图1A）。该家族中的患者（II-2）是一名33岁的女性，表现为月经不规律、FSH水平升高（132.72 mIU/mL）和抗苗勒管激素（AMH）水平无法检测到（<0.010 ng/mL），超声检查显示双侧卵巢小且无窦状卵泡（补充图1B）。她的母亲（I-2）也有类似症状。

讨论

在本研究中，我们在POI患者队列中发现了三种BNC1基因的杂合变异。通过一系列功能性和转录组分析，我们证明了每种变异都会诱导不同的转录程序。主成分分析（PCA）和聚类分析证实了变异对调控网络的特异性干扰，基因本体富集分析揭示了每种突变影响的独特基因富集模式，从而扩展了POI的遗传谱系。

值得注意的是，

伦理批准

所有涉及人类参与者的程序均符合北京妇产医院和石家庄市第一医院的伦理委员会标准，以及1964年赫尔辛基宣言及其后续修订案。

CRediT作者贡献声明

郑志：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原始草稿，验证，方法学，研究，正式分析，数据管理，概念构建。朱春芳：资源获取，正式分析，数据管理，概念构建。赵敏英：资源获取，正式分析，数据管理。孙玉军：验证，方法学，研究，正式分析，数据管理。陈书雅：验证，方法学，研究，正式分析，数据管理。李玉晓：方法学，研究，

资助

本研究得到了高创新计划（编号G202522148）、北京自然科学基金（编号7232268）、首都医科大学杰出青年人才计划（编号B2205）和北京医院管理局青年计划（编号QML20201401）的支持。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。