V型胶原蛋白

V型胶原蛋白首先在人胎盘和成年皮肤中被发现，但后来的研究表明，它在许多其他组织和器官中以微量的胶原蛋白成分存在。 V型胶原以3个不同多肽链的异三聚体α-1，α-2（COL5A2； 120190）和α-3（COL5A3； 120216）或2个α-1拷贝和1个α-2拷贝出现。 它也以α-1多肽的同型三聚体的形式出现。 高原等（1991）报道了编码完整的prepro-α-1（V）链的cDNA序列。 胶原蛋白区域和COOH末端非胶原区域非常类似于α-1（XI）（120280）链； 但是，密码子用法不同，这表明COL5A1基因在进化上是不同的。

▼ 测绘
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Greenspan等人使用COL5A1基因的cDNA和基因组克隆作为探针（1992）在人-小鼠杂交细胞系的面板中并且通过原位杂交实验确定COL5A1基因位于片段9q34.2-q34.3中。Caridi等（1992）同样通过原位杂交将COL5A1基因分配给了9q34.3。Mattei等（1993）发现老鼠的同源基因位于2号染色体的A2-B区域。他们孤立地证实了人类基因定位于9q34。

▼ 基因结构
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高原等（1995）确定了COL5A1的完整基因组结构，并显示该基因比其他原纤维胶原基因更复杂，具有66个外显子，而有52个外显子。该基因的长度至少为750 kb。

▼ 基因功能
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Fichard等（1995）回顾了胶原蛋白V和XI，并评论了它们在控制原纤维形成中的基本作用，可能是在原纤维内部形成了核心。这些胶原蛋白的另一个特征是它们的N肽延伸部分保留在组织形式中，这对于已知的原纤维胶原蛋白是不常见的。胶原蛋白V和XI的组织位置不同，但它们的结构和生物学特性似乎密切相关。它们的一级结构在基因和蛋白质水平上都是高度保守的，这种保守性是它们相似生物学特性的基础。特别地，它们既对哺乳动物胶原酶具有抗性，又对胰蛋白酶具有令人惊讶的敏感性。尽管它们同时具有细胞粘附和肝素结合位点，这在生理过程（例如发育和伤口愈合）中可能至关重要，这2种胶原蛋白通常埋在主要的胶原蛋白原纤维中。事实证明，几种胶原蛋白类型的分子实际上是来自胶原蛋白V和XI的链的异型缔合，表明这两种胶原蛋白不是不同的类型，而是可以称为胶原蛋白V / XI的单一类型。

巴格达迪等（2018）表明，成年小鼠的肌肉卫星细胞会产生细胞外基质胶原蛋白，以细胞自主的方式维持静止状态。使用染色质免疫沉淀，然后测序，Baghdadi等（2018）确定了与特定胶原蛋白基因相邻的，与NOTCH1（190198）/ RBPJ（147183）结合的调节元件，其表达在Notch突变小鼠中被失调。此外，巴格达迪等（2018）研究表明，卫星细胞产生的胶原蛋白V是静止生态位的关键组成部分，因为有条件删除Col5a1基因导致胶原蛋白V耗尽会导致异常的细胞周期进入和干细胞池的逐渐减少。值得注意的是，胶原蛋白V与卫星细胞的相互作用是由降钙素受体（CALCR；114131）介导的，对此，胶原蛋白V充当替代的局部配体。降钙素衍生物的全身给药足以挽救胶原蛋白V无效卫星细胞中发现的静止和自我更新缺陷。巴格达迪等（2018）的结论是，他们的研究揭示了Notch-COLV-降钙素受体信号传导级联反应，该信号级联以细胞自主方式将卫星细胞维持在静止状态。

▼ 分子遗传学
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Nicholls等（1994年）确定了2例Ehlers-Danlos综合征患者的V型胶原分子异常。第一例患者具有EDS I / II（EDSCL1; 130000）和EDS VII（130060）的临床特征重叠以及其他异常的角膜异常，在5个主要的剪接位点发生了G（+3）-T改变导致上游外显子的缺失（120215.0001）。框内54 bp缺失从三重螺旋结构域中消除了6个Gly-XY三胞胎。第二名患者还表现出EDS I / II的临床特征，此外，其血管无力类似于EDS IV（130050）子类型。在SDS-page凝胶上，V型胶原的α-1和α-2链的迁移率均低于正常迁移率，这表明由于1条蛋白质链中的一个点突变，导致该蛋白质的翻译后修饰过度。

Greenspan等（1995年）使用3-prime非翻译区RFLP排除COL5A1基因作为结节性硬化症1（191100），II型Ehlers-Danlos综合征和指甲pat骨综合征（161200）家庭的候选基因。此外，他们描述了COL5A1内含子内的多态性简单序列重复（SSR）。他们利用这种SSR排除了COL5A1作为遗传性出血性毛细血管扩张的候选基因（187300），并通过评估CEPH 40家族参照系谱系上的COL5A1基因座，将COL5A1添加到9号染色体的索引标记中。该遗传图谱将COL5A1置于标记D9S66和D9S67之间。

Burrows等人在COL5A1基因座使用多态性基因内简单序列重复序列（1996年）证明了在3代家庭中与EDS I / II的紧密联系，在零重组条件下的总得分为4.07。该家族中表达的差异表明EDS I和II型是等位基因，连锁数据支持了COL5A1突变可引起两种表型的假设。Nicholls等人证明了确实如此（1996年），在具有I / II和VII型Ehlers-Danlos综合征临床特征的患者中，证实了COL5A1基因的外显子跳跃突变（120215.0001）。

Wenstrup等（1996）证明在EDS I COL5A1连接的家族中的受影响个体是内含子65（120215.0002）中4-bp缺失的杂合子。此删除导致pro-α-1（V）胶原的加工mRNA中外显子65的234 bp删除。

De Paepe等（1997）同样在4代家族中鉴定了COL5A1中与EDS I分离的突变（120215.0003）。此外，他们在EDS I患者和EDS II家庭中检测到COL5A1基因的剪接缺陷（120215.0005）。因此，他们证明了EDS I和II是等位基因疾病。

为了确定等位基因产物的不稳定性是否可以解释经典EDS中未能鉴定COL5A1基因中某些突变的原因，Schwarze等人（2000年）分析了16位个体中COL5A1基因的多态性变体，并检查了mRNA的等位基因表达和剪接变化。他们在一个个体中发现了一个剪接位点突变，并确定在6个个体中，一个COL5A1等位基因的mRNA不表达或非常不稳定。他们在其中5个细胞株中鉴定出小的插入或缺失，但无法鉴定第六个个体中的突变。因此，尽管产生EDS I和II型EDS的突变中有多达一半可能位于COL5A1基因中，但由于无意义，其中很大一部分导致突变等位基因的mRNA水平非常低。介导的mRNA衰减。

同样，Wenstrup等（2000年）研究发现，在具有经典EDS的28个先证者中，有8个对COL5A1中的表达多态性是杂合的，表明一个COL5A1等位基因的表达完全或几乎完全丧失。在来自EDS先证者的培养的成纤维细胞中也观察到相对于COL5A2 mRNA水平降低的COL5A1 mRNA水平。在成纤维细胞培养物中加入环己酰亚胺后，这2个COL5A1等位基因的产物大致相等。从环己酰亚胺处理过的培养成纤维细胞中收获mRNA后，对跨越完整COL5A1 cDNA的重叠RT-PCR片段进行异源双链分析显示，在8个先证者中有4个出现了异常，从而确定了致病突变。在其余的四个先证者中，靶向基因组DNA中CGA到TGA的突变表明其中一个存在过早的终止密码子。Wenstrup等（2000年）估计有经典EDS的人中有三分之一的人具有COL5A1基因突变，导致单倍机能不全。这些发现表明，含有I，III和V型胶原的异型胶原原纤维的正常形成需要表达两个COL5A1等位基因。

Borck等在一位42岁的德国男子中，他患有EDS并且左common总动脉自发破裂，而COL3A1突变为阴性（120180）。等（2010）在COL5A1基因中鉴定了从头的杂合性无义突变（120215.0012）。作者指出，这是首次出现COL5A1突变阳性EDS并伴有大动脉破裂的患者的报道，这表明动脉破裂可能是经典EDS的罕见并发症。

Symoens等（2012年）在126例诊断或怀疑经典EDS的患者中分析了COL5A1和COL5A2。在93例患者中，发现了V型胶原缺陷，其中73个是COL5A1突变，13个是COL5A2突变，7个是COL5A1无效等位基因，其突变未知。73个COL5A1突变中的大多数产生了COL5A1无效等位基因，而三分之一是结构性突变，散布在整个COL5A1中。所有COL5A2突变均为结构突变。除了其他细胞内和细胞外促成因素外，V型胶原蛋白利用率下降似乎是主要的致病机制。在满足所有主要临床Villefranche标准的102位患者中，确定了所有V型胶原蛋白缺陷，即皮肤过度伸展性，营养不良性瘢痕形成和关节过度活动。在显示皮肤和关节过度扩张但缺乏营养不良性瘢痕的24例患者中未检测到COL5A1 / COL5A2突变。总体上，超过90％的患者符合经典EDS的所有主要Villefranche标准，并显示出V型胶原蛋白缺陷，这表明，这不是经典EDS的主要原因，即使不是唯一的原因。

▼ 等位基因变异体（12个示例）：
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.0001 EHLERS-DANLOS综合征，经典型，1
COL5A1，IVS49DS，GT，+ 3
Nicholls等（1996年）证明了在24岁女性中，Ehlers-Danlos综合征（EDSCL1; 130000）具有许多特征的COL5A1缺陷。她表现出普遍的皮肤脆弱性，前额，胫骨和膝盖有大量疤痕，胳膊和腿上散布着瘀伤。她表现出严重的关节松弛，伴有严重的双侧拇外翻和菱形脚。她身材矮小（155厘米），伴有轻度的胸椎后凸畸形，眼底瘘和可闻的二尖瓣脱垂。眼睛异常突出，眼科检查显示角膜扁平导致远视。由于身材矮小和脊柱侧弯，鉴别诊断最初偏爱EDS VII（225410），但皮肤的脆弱性和其他特征也与EDS I和II型一致。皮肤组织的电子显微镜检查表明胶原蛋白原纤维形成异常，纵切面显示出明显的原纤维堆积破坏，横切面轮廓非常不规则。Nicholls等（1996年）分析了培养的成纤维细胞产生的胶原蛋白，发现V型胶原蛋白的α-1（V）链比正常人短。肽图分析提示在三重螺旋结构域内缺失。覆盖COL5A1整个结构域的mRNA的RT-PCR扩增显示缺失54 bp。高原等（1995）报道了外显子49长54 bp。Nicholls等（1996）指出尽管从域中丢失了6个Gly-XY三联体，但仍保留了必需的三联体氨基酸序列和C-前肽结构，使突变蛋白链掺入三重螺旋中。基因组DNA分析鉴定了一个COL5A1等位基因5个引物剪接位点+3处的从头G到T转化。作者指出，在几例成骨不全症和IV型EDS病例中，已经发现了导致主要胶原基因COL1A1（120150），COL1A2（120160）和COL3A1（120180）发生外显子跳跃的类似突变。这些观察结果支持了这样的假说，即V型虽然定量上是次要的胶原蛋白，但在纤维状胶原蛋白基质的形成中具有关键作用。

.0002 EHLERS-DANLOS综合征，经典型，1
COL5A1，IVS65DS，4-BP DEL，+3至+6
Wenstrup等人在与COL5A1基因相关的2个EDS I型家族中（EDSCL1; 130000）（1996）报道了内含子65中+3至+6核苷酸的4-bp缺失。该突变导致加工的mRNA中外显子65缺失234-bp。他们报告说，这种框内突变可预测一条Pro-α-1（V）链，其中C-前肽可缩短78个氨基酸。他们指出，缺失的片段包含8个高度保守的半胱氨酸残基中的2个，被认为参与分子分子组装过程中的二硫氢键并促进链缔合。

.0003 EHLERS-DANLOS综合征，经典型，1
COL5A1，CYS1181SER
De Paepe等（1997）确定半胱氨酸-1181（TGC）的密码子由G到T转换为丝氨酸（TCC）的密码子。这表示在前α-1（V）链的C-前肽结构域的高度保守的序列内，最5-prime半胱氨酸残基的取代。因此，该突变通过防止突变体链掺入胶原V三聚体中而导致胶原V的减少。患者是一个家庭的成员，其中4代的7个人受到I型EDS（EDSCL1; 130000）的典型变化的影响。

.0004 EHLERS-DANLOS综合征，经典型，1
COL5A1，EX42DEL，SPLICE静音
De Paepe等（1997年）在一个具有EDS I经典特征（EDSCL1；130000）的13岁女孩中发现了一个从头剪接突变。她的胎膜早破并伴有脐疝和双侧髋关节脱位，早产。证实了外显子42的缺失，导致大约100bp的损失。导致外显子42缺失的突变仍有待确定，因为在外显子42中或在侧翼的3-prime和5-prime剪接位点或分支位点未发现序列异常。

.0005 EHLERS-DANLOS综合征，经典型，1
COL5A1，IVS64AS，TA，-11
De Paepe等（1997）在一名EDS II型（EDSCL1; 130000）男性中发现了COL5A1基因的剪接突变）由于患有瘀伤和异常疤痕的历史以及在打篮球时脚踝几次裂而被确诊为23岁。在32岁时，他表现出中等程度的皮肤过度扩张和关节松弛，膝盖和胫骨上出现了一些有色纸痕。他的2个受影响的儿子分别为9岁和16，表现出轻度的皮肤过度伸展，多个关节松弛，伤口愈合不良，小腿上有多处瘀斑和萎缩性疤痕。在外显子65的3-prime剪接位点的-11位发现了T-to-A转换。该突变导致COL5A1基因的异常剪接，产生2种不同的mRNA产物。由于在IVS64中使用了一个新的3-prime剪接位点，一个mRNA包含一个9 bp的插入。De Paepe等（1997年）以确认在受影响的儿子中存在突变，而在30名对照个体中没有突变。

.0006 EHLERS-DANLOS综合征，经典型，1
COL5A1，IVS32AS，TG，-25
利用基因内的COL5A1多态性，Burrows等人（1998）证明了在零重组下与2个大的英国II型EDS（EDSCL1；130000）家族中的相同等位基因的连锁（lod得分4.1和4.3）。每个家族的受影响成员对于内含子32中的点突变都是杂合的，导致45 bp外显子33在大约60％突变基因的转录物中从mRNA中丢失。此突变位于共有分支位点序列中高度保守的腺苷上游仅2 bp，这是套索状结构形成所必需的。尽管两个家庭共享相同的标记等位基因，但Burrows等人（1998）无法确定常见的家谱。这是对胶原蛋白基因中套索分支位点突变的首次描述，该突变在剪接机理中起着关键作用（已经在LCAT（606967），L1CAM（308840）和FBN2（612570）基因中鉴定出套索分支位点的突变。）Burrows等（1998年）表明，突变产生的框内外显子跳跃具有显性负效应，这是由于突变前α链掺入了三螺旋分子中。在这种情况下的突变是内含子32中-25位的T-G转化（1998）检查了一个家庭的11位受影响成员和第二个家庭的8位受影响成员。所有人都符合II型EDS的临床标准（130000），即仅限于肘部和膝盖的萎缩性瘢痕形成，容易瘀伤，关节松弛和中度皮肤过度伸展的证据或病史。

.0007 EHLERS-DANLOS综合征，经典型，1
COL5A1，GLY1489GLU
Giunta和Steinmann（2000）观察到gly1489到glu（G1489E）突变和gly530到ser（G530S）突变的化合物杂合性（前一种突变最初以G1489D的形式发布；更正以字母形式发布（Steinmann和Giunta，2000年。）。前一种突变代表了COL5A1主要三螺旋区中甘氨酸取代的首次报道。后一个突变位于NH2末端结构域。复合杂合子父亲先证者具有典型的I型EDS（EDSCL1; 130000）。他在35岁时出现了微角膜，当时皮肤是高弹性的，前额，肘部和腿上有许多萎缩和含铁血黄素性疤痕，肘部，膝盖，脚跟和脚趾上有软体动物假瘤。在57岁时，他表现出继发性角质层松弛（例如眼睑），大腿静脉曲张和膀胱憩室，导致尿路反复感染。他有两个女儿。遗传了G1489E突变的一个女儿的EDS表达较轻。由于胎膜早破，她在足月前4周出生。肌张力低下明显，需要通过鼻胃管进食，并与总体运动发育延迟有关。在6岁时，她的皮肤柔软，高弹性且脆弱，在额头，下巴和小腿上有萎缩和含铁血的疤痕，在肘部上有软体动物的假瘤。关节明显活动过度，她有微角膜。在20岁时，她受到的影响明显不如父亲，异常疤痕少，软体动物假瘤少，皮肤超弹性小。另一个女儿继承了G530S突变，而先证者的母亲继承了G530S突变，皮肤薄而光滑，伤口愈合延迟；皮肤不是超弹性的，没有出现异常的疤痕。先证者的父亲大概是他的父亲，继承了G1489E突变，死于因与EDS相关的反流性肾病而导致的肾衰竭，享年54岁。关节明显活动过度，她有微角膜。在20岁时，她受到的影响明显不如父亲，异常疤痕少，软体动物假瘤少，皮肤超弹性小。另一个女儿继承了G530S突变，而先证者的母亲继承了G530S突变，皮肤薄而光滑，伤口愈合延迟；皮肤不是超弹性的，没有出现异常的疤痕。先证者的父亲大概是他的父亲，继承了G1489E突变，死于因与EDS相关的反流性肾病而导致的肾衰竭，享年54岁。关节明显活动过度，她有微角膜。在20岁时，她受到的影响明显不如父亲，异常疤痕少，软体动物假瘤少，皮肤超弹性小。另一个女儿继承了G530S突变，而先证者的母亲继承了G530S突变，皮肤薄而光滑，伤口愈合延迟；皮肤不是超弹性的，没有出现异常的疤痕。该先证者的父亲大概是他的父亲，继承了G1489E突变，死于因与EDS相关的反流性肾病而导致的肾衰竭54岁。另一个女儿继承了G530S突变，而先证者的母亲继承了G530S突变，皮肤薄而光滑，伤口愈合延迟；皮肤不是超弹性的，没有出现异常的疤痕。该先证者的父亲大概是他的父亲，继承了G1489E突变，死于因与EDS相关的反流性肾病而导致的肾衰竭54岁。另一个女儿继承了G530S突变，而先证者的母亲继承了G530S突变，皮肤薄而光滑，伤口愈合延迟；皮肤不是超弹性的，没有出现异常的疤痕。先证者的父亲大概是他的父亲，继承了G1489E突变，死于因与EDS相关的反流性肾病而导致的肾衰竭，享年54岁。Giunta和Steinmann（2000）在51个对照个体中的1个发现了G530S替代。这个人是一个健康的人，没有明显的结缔组织疾病。但是，他的皮肤柔软而富有弹性，没有异常的疤痕。他的关节不是活动过度的。

Giunta和Steinmann（2000）指出NH2末端结构域在调节原纤维形成中起着至关重要的作用。因此，G530S取代可能会改变该区域的结构和功能，从而改变胶原蛋白原纤维的形成。突变的组合会由于G530S的修饰而导致严重的EDS，仅G530S会导致皮肤薄弱和伤口愈合延迟。

.0008 EHLERS-DANLOS综合征，经典型，1
COL5A1，1-BP DEL
Schwarze等人研究的一位患有经典EDS的患者（P1）（EDSCL1; 130000）（2000年）在COL5A1基因第48外显子的6个胞嘧啶中删除了1个胞嘧啶，导致第48外显子的TAG（终止）密码子。

.0009 EHLERS-DANLOS综合征，经典型，1
ARG792TER，COL5A1
Wenstrup等人研究的一位经典EDS患者（EDSCL1; 130000）（2000）在COL5A1蛋白中有一个arg792-to-ter（R792X）突变，这是由于cDNA中的2603C-T转变（基因组DNA第2​​7外显子的43C-T转变）所致。

.0010埃勒斯-丹罗斯综合症，经典类型，1
COL5A1，IVS4AS，AG，-2
Takahara等人在EDS I（EDSCL1; 130000）患者中（2002年）在COL5A1基因的N-肽编码区中发现了一个新的剪接受体突变（IVS4-2A-G）。这种突变的结果很复杂：在主要产物中，第5和第6外显子都被跳过；其他产品包括少量仅跳过第5外显子的产品，以及使用第5外显子内隐性受体位点的更少量产品。所有产品都在框架中。具有异常N肽的Pro-α-1（V）链被分泌出来并整合到细胞外基质中，这种突变导致胶原纤维结构发生显着变化。2-外显子跳跃发生在转录本中，其中内含子5相对于内含子4和6迅速去除，留下了一个大的（270个核苷酸）复合外显子，可以整体跳过。

.0011艾勒斯-丹罗斯综合症，经典类型，1
COL5A1，IVS55，1-BP DEL，G，-1
Pallotta等（2004年）描述了一个带有EDS的2代家庭，其中2个孩子表现出具有EDS I的特征（EDSCL1；130000），而他们的母亲表现出更具有EDS IV的特征（130050），即，她的鼻子和嘴唇稀薄，稀薄的半透明皮肤，具有突出的脉管系统和肢端骨溶解。在COL3A1基因（120180）中未发现突变，但在所有3个受影响的家庭成员中都检测到了COL5A1基因（IVS55-1g）的1 bp缺失。分子诊断使研究人员可以将家族归类为经典形式的EDS，这与良好的长期预后相关。

.0012 EHLERS-DANLOS综合征，经典型，1
COL5A1，ARG1062TER
Borck等人在一名42岁的德国男子中患有Ehlers-Danlos综合征（EDSCL1; 130000），其左had总动脉自发性破裂，但COL3A1基因突变为阴性（120180）（2010年）确定了COL5A1基因第40外显子中3184C-T过渡的杂合性，导致arg1062-to-ter（R1062X）取代。在他未受影响的父母中未发现这种突变，但在他的两个孩子中都存在这种突变，他们的皮肤光滑且容易瘀伤。作者指出，这是首次出现COL5A1突变阳性EDS并伴有大动脉破裂的患者的报道，这表明动脉破裂可能是经典EDS的罕见并发症。