耳聋,常染色体显性遗传22,伴肥厚型心肌病;肌红蛋白VI

肌球蛋白VI是所谓的非常规肌球蛋白之一,是一种基于肌节蛋白的分子马达,参与细胞内小泡和细胞器的转移(Rock等,2001; Hasson和Mooseker,1994)。 肌球蛋白VI参与内吞转移的两个步骤。 它被募集到网格蛋白(见CLTC; 118955)包被的凹坑和随后未包被的内吞囊泡中(Naccache等,2006)。

细胞遗传学位置:6q14.1
基因座标(GRCh38):6:75,749,202-75,919,536

Hasson和Mooseker(1994)对猪肌球蛋白VI进行了表征。 Avraham等(1995年)表明,小鼠Myo6基因的序列与猪的序列具有87%的同一性。小鼠cDNA预测了一种1,266个氨基酸的蛋白质,相对分子质量为142 kD。在猪,大鼠和小鼠中,肌球蛋白VI被广泛表达。在小鼠的内耳耳蜗中,肌球蛋白VI在感觉性毛细胞内特异性表达。 Avraham等(1995年)发现Myo6基因在Snell的waltzer(sv)小鼠突变体中存在缺陷,与耳聋有关。连同耳蜗感觉毛细胞中的表达模式,这向作者暗示,肌球蛋白VI是正常听力所必需的,而人类同源物是人类隐性耳聋基因的候选者。

Avraham等(1997)克隆并表征了人MYO6 cDNA。 MYO6在人类胎儿耳蜗中的表达证明了肌球蛋白VI在哺乳动物内耳中的重要性,并支持其在人内耳病理学中的潜在作用。

Vreugde等(2006年)在MYO6中确定了5个推定的单核核定位信号和1个推定的双核核定位信号,主要在尾部区域。在尾巴区域的第一部分,他们确定了一个由富含谷氨酸和精氨酸的区域组成的推定蛋白质-蛋白质相互作用域。人类和其他哺乳动物细胞的免疫荧光分析和细胞分级显示在细胞核中有一部分MYO6与RNA聚合酶II(参见180660)和新生转录本共定位。核级分中的MYO6具有150kD的表观分子量。

Gene-Phenotype Relationships
Location Phenotype Phenotype
MIM number
Inheritance Phenotype
mapping key
6q14.1 Deafness, autosomal dominant 22 606346 AD 3
Deafness, autosomal dominant 22, with hypertrophic cardiomyopathy 606346 AD 3
Deafness, autosomal recessive 37 607821 AR 3

▼ 基因结构
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Ahituv等(2000)确定MYO6基因包含32个外显子并且横跨70 kb。他们发现,含有推定的酪蛋白激酶II(见115440)位点的第30外显子被剪接,仅在胎儿和成年大脑中出现。

▼ 测绘
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Avraham等(1995年)建议人类MYO6基因可能对应到6号染色体的着丝粒区域,该区域与Snell的waltzer(sv)小鼠突变所在的9号染色体的部分显示同系同源性。根据小鼠中Myo6基因的位置,Hasson等人(1996)预测同源的人类基因位于6p12-q16.3。通过荧光原位杂交,Avraham等(1997)将MYO6基因定位到6q13。在小鼠中,Myo6在Gsta和Htr1b之间映射;人类同源物GSTA2(138360)和HTR1B(182131)都对应到6号染色体。

▼ 基因功能
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洛克等(2001年)指出,肌球蛋白VI向肌节蛋白的尖端移动(见102560),而所有其他特征的肌球蛋白则向有刺的末端移动。他们发现猪肌球蛋白VI所采取的步骤比预期的大得多。与其他特征性肌球蛋白不同,肌球蛋白VI的步进高度不规则,步距分布较广。

洛克等(2005年)表明,猪肌球蛋白VI的近端尾巴区域是一个灵活的域,允许肌球蛋白的头部分离,并允许较大和可变步长的肌球蛋白VI。

MYO6被认为既是转运蛋白又是锚。Altman等(2004年)指出,体外研究提示了进行性踏步的可能机制,但尚未证明锚固的生化基础。他们使用光阱观察了MYO6对抗外力的情况。步长不受这种负载的强烈影响。在饱和ATP下,MYO6动力学几乎不依赖于载荷,直到在失速附近的力下,其步伐随着载荷的增加而显着降低。在亚饱和ATP或ADP存在下,负载会明显抑制步进动力学。

Naccache等(2006年)发现Myo6募集到培养的小鼠肾脏上皮细胞中未包被的内吞囊泡依赖于synectin(GIPC1 ; 605072)。Myo6结合了synectin的C末端结构域,而Myo6募集则需要吞噬的受体(例如megalin(LRP2; 600073))的PDZ结合结构域与synectin的PDZ结构域之间的相互作用。

Vreugde等(2006)发现MYO6与RNA聚合酶II的共定位和相互作用需要转录活性。转录的药理学阻断导致核MYO6重新分布到细胞质。染色质免疫沉淀试验表明,MYO6被募集到活性基因的启动子和基因内区域,而不募集到非编码,非调控基因间区域。MYO6的下调降低了体内调节基因的稳态mRNA水平,而MYO6的抗体则降低了体外转录。Vreugde等(2006年)得出结论,MYO6调节活性基因的RNA聚合酶II依赖性转录,并暗示基于肌节蛋白-肌球蛋白的机制可能与转录有关。

Otoferlin(OTOF; 603681)被认为是毛细胞胞吐作用中的钙传感器,可补偿经典的突触融合蛋白synaptotagmin-1(SYT1; 185605)和synaptotagmin-2(SYT2; 600104)。Heidrych等(2009年)在酵母2杂交试验中证明,肌球蛋白VI是一种新型的otoferlin结合伴侣。免疫共沉淀测定和共表达提示内毛细胞(IHCs)基底外侧部分中两种蛋白质的相互作用。Otof和Myo6突变小鼠的比较表明,肌球蛋白VI和otoferlin对于突触成熟具有非互补和互补的作用。来自Otof突变小鼠的IHC表现出Ctbp2(602619)和CaV1.3(CACNA1D;114206)并严重减少胞吐作用。Myo6突变体IHCs未能将BK通道转移到顶细胞区域的膜,并且胞外Ca(2+)的效率尚未成熟。Otof和Myo6突变IHCs减少了基底外侧突触的表面积并改变了活动区的形貌。Otof突变型IHC中的膜折叠表明内吞膜的转移受到干扰,并将上述形态学变化与otoferlin和肌球蛋白VI在细胞内区室向基底外侧内毛细胞膜转移中的互补作用联系在一起。

▼ 生化特征
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低温电子显微镜

韦尔斯等(1999年)使用冷冻电子显微镜和图像分析可视化了肌节蛋白VI与肌节蛋白结合的构建体(见102560),发现ADP介导的在马达远端区域的构象变化(可能是有效的杠杆臂)是与其他肌球蛋白观察到的方向相反。韦尔斯等(1999年)得出结论,肌球蛋白VI通过与常规的肌球蛋白杠杆臂运动相反的方向旋转其杠杆臂来实现反向运动。

晶体结构

Menetrey等(2005年)解决了截断版本的反向肌球蛋白电机,肌球蛋白VI的晶体结构,其中包含电机域和2个钙调蛋白的结合位点(114180)分子的分辨率为2.4埃。该结构揭示了运动域中与末端定向肌球蛋白相比仅有的微小差异,除了2个独特的插入片段。第一个在核苷酸结合袋附近,并改变核苷酸缔合和解离的速率。第二个独特的插入片段与结合到该插入片段内新靶标的钙调蛋白一起形成肌球蛋白VI转化子域的组成部分。这用于将肌球蛋白VI的有效杠杆臂重定向至肌节蛋白丝的尖(负)端,该臂包括与IQ基序结合的第二钙调蛋白。这种重新定位很大程度上说明了这类肌球蛋白电机的反向方向性。Menetrey等(2005年) 提出了一种模型,该模型结合了类似驱动蛋白的解偶联/对接机制,以提供对肌球蛋白VI运动的完整解释。

电子显微镜

Roux等(2009年)通过免疫金电子显微镜显示,Myo6存在于IHC的突触活性区。在Myo6(sv / sv)小鼠中,IHC的离子电流和带状突触成熟正常进行,直到至少出生后第6天。在成年Myo6(sv / sv)小鼠中,IHC显示出不成熟的钾电流并且仍具有动作电位,通常只在未成熟的IHC中观察到。另外,减少了每个IHC的色带数量,并且剩余的一些色带在形态上不成熟。尽管正常的钙流和大部分形态成熟的突触,但钙依赖性胞吐作用显着降低。酵母2杂交测定,体外结合测定以及转染的HEK-293细胞和小鼠耳蜗感觉上皮的免疫沉淀研究表明Myo6和otoferlin(OTOF;603681)。免疫金电子显微镜显示,Myo6和otoferlin共定位在小鼠IHCs突触活性区的边缘。Roux等(2009)建议MYO6 / otoferlin相互作用可能参与突触小泡的回收。

▼ 分子遗传学
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耳聋,常染色体显性22

在一个大家庭中,常染色体显性遗传性非综合征性感觉神经性听觉隔离(2001)证明了疾病与6q13的联系(DFNA22;606346)并且在所有受影响的成员中确定了MYO6基因的错义突变(C442Y;600970.0001)。

Mohiddin等人在常染色体显性遗传性感音神经性耳聋与家族性肥厚性心肌病共存的亲属中受累(2004)在MYO6基因(H246R; 600970.0005)中鉴定了his246-arg突变。

Sanggaard等人在一个丹麦大家庭中,有18个受影响的成员,孤立出常染色体显性遗传性非综合征性听力损失(DFNA22; 606346)(2008)检测到杂合性为MYO6基因的一个无意义的突变(R849X; 600970.0006)。

Hilgert等(2008年)分析了两个比利时家庭的MYO6基因,常染色体显性失聪对应到DFNA22基因座,并确定了“家庭2”中的剪接位点突变(600970.0007)。在“家族1”中未发现突变,尽管定量实时PCR显示与对照组相比,患者的MYO6过表达高1.5至1.8倍。在排除基因重复之后,作者认为“家族1”中的过度表达很可能涉及MYO6基因一个尚未鉴定的调控区中的突变。

耳聋,常染色体隐性遗传37

艾哈迈德(Ahmed)等人(2003年)确定了3个家族的MYO6基因突变,这些家族分离为常染色体隐性先天性感音神经性聋(DFNB37;607821);看到600970.0002 - 600970.0004。

耳聋,感觉神经性,肥厚性心肌病

Mohiddin等人 在常染色体显性遗传性感音神经性耳聋与家族性肥厚性心肌病(见606346)分离的亲属中受累(2004)在MYO6基因(H246R; 600970.0005)确定了杂合错义突变。

▼ 动物模型
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Geisbrecht和Montell(2002)发现,果蝇一小部分迁移的卵泡细胞(称为边界细胞)中的Myo6耗竭抑制了它们的迁移。缺乏Myo6的细胞也缺乏E-cadherin(192090)和β-catenin(116806)。相反,缺乏E-钙粘蛋白或β-连环蛋白的细胞显示Myo6水平降低。Geisbrecht和Montell(2002)得出结论,在果蝇中,Myo6是边界细胞迁移所必需的,它在其中稳定了E-钙粘蛋白和β-连环蛋白。

MYO15(602666),MYO6和MYO7A(276903)基因对于人类和小鼠的听力至关重要。尽管表达广泛,这些基因突变的纯合性仅导致听觉或眼功能障碍。竖趾(pi)小鼠表现出耳聋和内耳病理,类似于Myo15突变小鼠。Karolyi等(2003)使 Myo15突变小鼠与Myo6,Myo7a和pi突变小鼠品系杂交。从每个杂交获得活的双突变纯合子,并且在双杂合小鼠中的听力类似于单杂合小鼠。双突变小鼠中存在耳蜗感觉上皮的所有关键细胞类型,并且耳蜗立体纤毛表现出单突变表型的叠加。Karolyi等(2003年)建议Myo15的功能不同于Myo6,Myo7a或pi在立体纤毛的发育和/或维持中的功能。

▼ 等位基因变异体(7个示例):
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.0001失聪,常人支配22
MYO6,CYS442TYR
Melchionda等(2001)研究了一个大的意大利血统,受累于与染色体6q13相关的进行性舌后感觉神经性耳聋(606346)。MYO6基因的突变分析表明,该家族的所有受影响成员在cDNA序列(相对于ATG,指定为+1)的位置1325的外显子12处均具有从G到A的转变,从而取代了半胱氨酸(TGT)在蛋白质(C442Y)的残基442处带有酪氨酸(TAT)。

通过体外表达研究,佐藤等(2004年)发现C442Y突变引起了肌球蛋白VI机械酶功能的几个主要变化。与野生型相比,C442Y突变蛋白的ADP与肌球蛋白VI的解离速率提高了约10倍,而缺乏肌节蛋白的ATPase速率提高了约10倍。与野生型相比,突变蛋白的肌节蛋白滑动速度增加了2倍。该发现表明该突变阻碍了肌球蛋白VI的进行性运动。

.0002失聪,常年性接收37
MYO6、1-BP INS,36吨
在一个巴基斯坦人的家庭中,常染色体隐性遗传性先天性深感音神经性耳聋(DFNB37; 607821)被隔离(2003年)确定在所有6个受影响的个体中,MYO6基因第2外显子的1 bp插入(36insT)是纯合的。预测该插入会在肌球蛋白VI的前12个氨基酸后引起移码和翻译过早终止。受影响最大的孩子还患有先天性固定性夜盲症和视网膜色素上皮改变。其余5名严重耳聋的患儿年龄小于30个月。

.0003失聪,常年性疲劳37
MYO6,ARG1166TER
在一个巴基斯坦人的家庭中,常染色体隐性遗传性先天性深感音神经性耳聋(DFNB37; 607821)被隔离(2003年)确定在所有受影响的成员中,MYO6基因第32外显子的3496C-T过渡纯合,导致arg1166-to-ter(R1166X)取代。

.0004失聪,常年性接收37
MYO6,GLU216VAL
在一个巴基斯坦人的家庭中,常染色体隐性遗传性先天性深感音神经性耳聋(DFNB37; 607821)被隔离(2003年)确定了在MYO6基因中647A-T转化的纯合性,从而在单个受影响的成员中产生了glu216-to-val(E216V)取代。

.0005聋,感觉神经性,肥大性心肌病
MYO6,HIS246ARG
Mohiddin等人在常染色体显性遗传性感音神经性耳聋与家族性肥厚性心肌病(见606346)分离的亲属中受累(2004年)确定了MYO6基因中的737A-G过渡,导致该蛋白高度保守的运动域内的his246到arg(H246R)突变。10名成员中存在进行性和发作晚的感觉神经性听力损失,其中4名也患有肥厚性心肌病。6名患者有感音神经性听力丧失,而没有超声心动图证据显示左心室肥大。然而,这6例患者中有4例在12导联心电图上出现异常,而6例中的3例QT间隔延长。在大多数受影响的家庭成员中,心脏症状轻微或不存在。Mohiddin等(2004年)表明,在先前报道的与MYO6相关的感音神经性听力损失的家系的受累成员中,心脏表现可能已被逃脱。

.0006失聪,常染色体显性22
MYO6,ARG849TER
在一个丹麦大家庭中,舌后感觉神经性听力损失对应到6p12.1-q16.1染色体(606346),Sanggaard等人(2008年)确定了MYO6基因第25外显子的杂合2545C-T过渡,导致arg849-to-ter(R849X)突变。

.0007失聪,常染色体显性22
MYO6,IVS23,TG,+ 2321
Hilgert 等人在11个5世代比利时家庭(“家庭2”)的受灾成员中,孤立出常染色体显性遗传性聋(DFNA22;606346)(2008)确定了MYO6基因的内含子23中的2321T-G转化的杂合性,产生了一个新的剪接供体位点,并导致插入一个108 bp的内含子片段,该片段引起移码和终止密码子的下游16个核苷酸。外显子23。在未受影响的家庭成员或139个不相关种族匹配的对照中未发现该突变。表达测定表明,患者的未感染个体的MYO6表达水平为80-85%,但差异无统计学意义。