铜蓝蛋白
铜蓝蛋白（也称为亚铁氧化酶；铁（II）：氧氧化还原酶，EC 1.16.3.1）是一种蓝色 α-2-糖蛋白，可结合 90% 至 95% 的血浆铜，每个分子具有 6 或 7 个铜离子。它参与 Fe（II） 转铁蛋白过氧化形成 Fe（III） 转铁蛋白。与转铁蛋白（TF; 190000 ） 一样，铜蓝蛋白是一种血浆金属蛋白。
▼ 克隆与表达
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人血浆铜蓝蛋白由一条 1,046 个氨基酸的多肽链组成，分子量为 132 kD（ Takahashi et al., 1984 ）。科辛斯基等人（1986）报道了人血浆铜蓝蛋白 cDNA 的核苷酸序列。发现来自人类肝脏的 mRNA 大小为 3,700 个核苷酸。证明了与因子 VIII 的序列同源性。该蛋白质在肝细胞中合成并分泌到血清中，在生物合成过程中掺入铜。在合成过程中未能掺入铜会导致分泌不含铜的脱辅基蛋白，称为无铜蓝蛋白（Culotta 和 Gitlin，2001 年）。
杨等人（1990）证明了 CP 的 2 种形式，其区别在于在分子的 C 末端区域中是否存在编码推导的 gly-glu-tyr-pro 序列的 12 个核苷酸碱基。选择性剪接是明显的解释，并且证明了不同组织中 2 个转录物的差异表达，并从单个基因产生同种型。
Klomp 和 Gitlin（1996）分析了大脑中铜蓝蛋白基因的表达。利用铜蓝蛋白 cDNA 克隆的原位杂交显示，在脑微血管系统、黑质中多巴胺能黑色素化神经元周围和视网膜内核层内的特定神经胶质细胞群中表达丰富。
▼ 基因结构
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戴蒙等人（1995）确定铜蓝蛋白基因包含 19 个外显子，跨度约为 50 kb。
▼ 基因功能
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Klomp 和 Gitlin（1996）得出结论，胶质细胞特异性铜蓝蛋白基因表达对于人类中枢神经系统中的铁稳态和神经元存活至关重要。
具有遗传性铜蓝蛋白缺乏症的个体在大多数组织中都有大量的铁积累，这表明铜蓝蛋白对于细胞铁的正常释放很重要（Mukhopadhyay et al., 1998）。
▼ 测绘
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Weitkamp（1983）在 0.15 的 theta 处发现了 3.5 的峰值 lod 分数，用于 CP 与位于 3q21 的 TF 的联系。同源性支持这种联系；TF 和 CP 在牛中相关联，在 20% 重组频率下，公牛的 lod 得分为 11.3（Larsen，1977 年）。通过对人-小鼠体细胞杂交体的 Southern 印迹分析，Naylor 等人（1985）将 CP 基因定位到 3 号染色体。Royle 等人（1987）通过分析体细胞杂交 DNA 和原位杂交将 CP 基因定位到 3q21-q24。
里德尔等人（1987）在 8 号染色体上鉴定了一个铜蓝蛋白假基因。Koschinsky 等人（1987）分离了人类铜蓝蛋白的加工基因，并通过体细胞杂交将其定位到第 8 号染色体。王等人（1988）通过原位杂交将加工过的假基因进一步定位到 8q21.13-q23.1。他们指出，与迄今为止描述的所有其他加工假基因一样，该基因位于与亲本基因不同的染色体上。
▼ 分子遗传学
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Shreffler 等人，1967 年通过淀粉凝胶电泳鉴定了至少 3 个由共显性等位基因确定的变体。Mohrenweiser 和 Decker（1982）鉴定了几种更多的血浆铜蓝蛋白电泳变体。
在宫岛等人报道的日本患者中（1987）作为家族性无铜蓝蛋白缺乏症的案例，Harris 等人（1995）在 CP 基因中发现了一个突变。患者 DNA 的 Southern 印迹分析正常，但组成 CP 基因的 19 个外显子中的 18 个的 PCR 扩增显示外显子 7 的大小存在差异。对该外显子的测序发现在氨基酸 410（ 117700.0002 ）处有 5 bp 的插入，导致在移码突变和 445 个氨基酸后的截短开放解读码组中。患者的女儿是 5-bp 插入的杂合子。
在Morita 等人报道的日本家庭中（1992），吉田等人（1995）在 4 名患有铜蓝蛋白血症的同胞中证明了铜蓝蛋白基因（ 117700.0001 ）的纯合突变，其中 3 人表现出锥体外系疾病、小脑性共济失调、进行性痴呆和糖尿病。
在以全身含铁血黄素沉着症、糖尿病、视网膜色素变性和神经系统异常为特征的遗传性铜蓝蛋白缺乏症患者中，Okamoto 等人（1996）报道了一种新的纯合突变，即第 184 位腺嘌呤的碱基插入，它产生了一个过早的终止密码子（ 117700.0005 ）。
在Takahashi 等人报道的亲属中（1996），在 CP 基因的外显子 15 中鉴定出 G 到 A 取代，导致氨基酸 858 处的无义突变（trp858 到 ter；117700.0003）。在 45 岁有症状的先证者以及她无症状的弟弟中发现了纯合突变。因此，作者发现铜蓝蛋白血症似乎是糖尿病和神经系统疾病的遗传原因。
在Logan 等人报道的 2 兄弟中（1994），哈里斯等人（1996）发现 CP 基因（ 117700.0004 ）外显子 13 中单个碱基对缺失（2389G） 的纯合性。围绕该缺失位点（TGGAGA）的核苷酸序列对应于核苷酸缺失的共有序列“热点”（Krawczak 和 Cooper，1991）。核苷酸缺失导致移码，改变了 11 个氨基酸，并在密码子 789 处提前终止密码子。
Roychoudhury 和 Nei（1988）列出了等位基因变异的基因频率数据。
▼ 进化
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内部复制是一种由铜蓝蛋白说明的基因组进化方法（Dwulet 和 Putnam，1981）。从氨基酸结构的内部同源性来看，Takahashi 等人（1983）得出结论，血浆铜蓝蛋白分子是由祖先基因的串联三倍进化而来的。Church 等人通过计算机搜索国家生物医学研究基金会的蛋白质和核酸序列数据库（1984）发现证据表明因子 V（ 612309 ）、因子 VIII（ 300841 ） 和铜蓝蛋白可能具有共同的进化起源。
▼ 动物模型
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为了阐明铜蓝蛋白在铁稳态中的作用，Harris 等人（1999）通过破坏小鼠 Cp 基因创建了铜蓝蛋白血症的动物模型。尽管出生时正常，但 Cp -/- 小鼠表现出铁的逐渐积累，因此到 1 岁时，所有动物的血清角蛋白都显着升高，肝脏和脾脏的铁含量增加了 3 到 6 倍。对这些小鼠受影响组织的组织学分析显示，网状内皮细胞和肝细胞内储存了丰富的铁。Cp +/+ 和 Cp -/- 小鼠的铁动力学研究显示铁吸收和血浆铁周转率相等，表明铁积累是由铁循环内的区室化改变引起的。与这个概念一致，Cp -/- 小鼠在细胞铁摄取方面没有表现出异常，但在铁从网状内皮细胞和肝细胞中的运动方面出现了显着的障碍。
大脑和视网膜铁稳态机制铁水平升高的患者与阿尔茨海默病（大脑后发现成为日益关注的课题104300）和患者的年龄相关性黄斑变性（视网膜603075）。为了确定 Cp 及其同源物 hephestin（HEPH; 300167 ） 是否对视网膜铁稳态很重要，Hahn 等人（2004）研究了来自缺乏铜蓝蛋白和/或 hephestin 的小鼠的视网膜。在正常小鼠中，Cp 和 Heph 定位于穆勒神经胶质和视网膜色素上皮细胞，这是一种血脑屏障。缺乏 Cp 和 Heph 的小鼠，但不是每一个都缺乏，视网膜色素上皮细胞和视网膜的铁含量显着增加，年龄依赖性增加。铁储存蛋白铁蛋白（见134790） 在双空视网膜中也增加了。在视网膜铁水平增加后，Cp 和 Heph 均无效的小鼠出现年龄依赖性视网膜色素上皮肥大、发育不全和死亡、光感受器变性和视网膜下新生血管，提供了人类视网膜疾病铜蓝蛋白血症和年龄的一些特征模型。相关的黄斑变性。这些病理变化表明，血浆铜蓝蛋白和 hephestin 对中枢神经系统铁稳态至关重要，小鼠体内两者的缺失导致年龄依赖性视网膜神经变性，提供了一个可用于测试铁螯合剂和抗血管生成剂治疗效果的模型。
斯塔西等人（2007）发现青光眼 DBA/2 小鼠视网膜中 Cp mRNA 和 Cp 蛋白上调。Cp 的上调大约发生在广泛的视网膜神经节细胞（RGC） 死亡时，并且随着年龄的增加而增加，但在动物的大脑中没有。在参考正常小鼠品系（C57BL/6） 中未检测到与年龄相关的 Cp 上调，这可能会在同一时间范围结束时发生显着的非青光眼 RGC 损失。在青光眼患者的大多数眼睛中也检测到 Cp 上调。Cp 上调定位于视网膜内的穆勒细胞和内界膜区域。斯塔西等人（2007）得出的结论是，这种上调的时间表明它可能代表了视网膜对有害刺激或 RGC 死亡的反应性变化。斯塔西等人（2007）假设这种 Cp 上调可能代表视网膜内的保护机制。
▼ 等位基因变体（ 5 精选示例）：
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.0001 乙酰浆血症
含铁血黄素沉着症，全身性，由于乙酰质素血症，包括在内
CP、IVSAS、GA、-1
在Morita 等人报告的患有低血浆铜蓝蛋白血症或铜蓝蛋白血症（ 604290 ）的家庭中（1992），吉田等人（1995）证明了在剪接受体位点处的 G 到 A 转换，在外显子以 cDNA 的第 3019 位核苷酸开始之前，将规范的 AG 转换为 AA。父母是表亲，因此表明常染色体隐性遗传，这得到了受影响同胞的纯合性证明的支持。在这种紊乱中，没有铜过载。4 名无铜浆同胞中的一名没有神经系统症状，尽管他表现出铁沉积。先证者的大脑、肝脏、胰腺、心脏、肾脏、脾脏和甲状腺中铁沉积的分布信息来自于先证者，他在 60 岁时去世，在他的疾病晚期表现出痴呆症。
.0002 乙酰血浆素血症
含铁血黄素沉着症，全身性，由于乙酰质素血症，包括在内
CP, 5-BP INS
克隆威尔逊病基因 ATP7B（ 606882 ） 后，Harris 等人（1995）调查了一些因神经变性和血清铜蓝蛋白低而转诊进行分子诊断的患者。在此分析过程中，他们识别出几名未患有威尔逊病的患者。在日本发现了一个这样的患者，并报告为家族性无铜蓝蛋白缺乏症（ 604290 ）（ Miyajima et al., 1987 ）） 被发现在 CP 基因中有突变。患者是一名日本女性，研究时 61 ，在过去 10 年间患有视网膜变性和眼睑痉挛。她还出现了齿轮僵硬和构音障碍。她的妹妹在初次就诊时无症状，尽管检测不到 CP，但今年 51 ，最近出现视网膜变性和基底节症状。在每种情况下，血清 CP 的缺失都与轻度贫血、低血清铁和升高的血清铁蛋白有关。磁共振成像研究表明基底神经节的变化表明大脑中铁含量升高。患者的女儿完全没有症状，但血清 CP 浓度为正常值的 50%，与专性杂合子一致。家里没有血缘关系。肝活检证实存在过量铁。尽管对患者 DNA 的 Southern 印迹分析是正常的，但组成 CP 基因的 19 个外显子中的 18 个的 PCR 扩增显示外显子 7 的大小存在差异。对该外显子的测序发现在氨基酸 410 处有 5 bp 的插入，导致移码445 个氨基酸后的突变和截短的开放解读码组。患者的女儿是 5-bp 插入的杂合子。该研究由 在 445 个氨基酸后产生移码突变和截短的开放解读码组。患者的女儿是 5-bp 插入的杂合子。该研究由 在 445 个氨基酸后产生移码突变和截短的开放解读码组。患者的女儿是 5-bp 插入的杂合子。该研究由哈里斯等人（1995）证明了铜蓝蛋白在人类生物学中的重要作用，并将铜蓝蛋白血症确定为铁代谢的常染色体隐性遗传疾病。这些发现支持了先前的研究，该研究将铜蓝蛋白鉴定为一种亚铁氧化酶（Osaki 等，1966），在转铁蛋白对三价铁的吸收中起作用。与这个概念一致，缺铜动物中出现的贫血对铁没有反应，但可以通过使用铜蓝蛋白来纠正（Lee 等人，1968 年）。这也与同源铜氧化酶在酵母铁代谢中的重要作用一致。
.0003 乙酰血浆素血症
低铜纤维血症，包括在内
CP, TRP858TER
高桥等人（1996）报道了一个患有铜蓝蛋白血症的亲属中的铜蓝蛋白突变（ 604290） 并扩展了有关该疾病临床意义的信息。他们的患者是一名 45 岁的女性，她因行走困难和言语不清数月而引起注意。除了从 31 岁开始患上胰岛素依赖型糖尿病外，她之前一直身体健康。体格检查显示共济失调步态、扫描言语和视网膜变性。脑部 MRI 与基底神经节铁含量增加一致，实验室研究显示血清铁浓度低且未检测到血清铜蓝蛋白。外显子 15 中的纯合 G 到 A 替换导致氨基酸 858（trp858 到 ter）的无义突变。患者的弟弟也被发现是这种突变的纯合子，但没有神经系统症状。因此，
宫岛等人（2001）表征了来自 2 个家庭的 3 名患有小脑性共济失调伴低铜蓝蛋白血症的日本患者。发病是在生命的第四个十年。小脑功能障碍的迹象包括相对不致残的步态共济失调和构音障碍，以及反射亢进。脑部和腹部 MRI 显示小脑萎缩，基底节、丘脑和肝脏无低信号强度。直接突变分析排除了 8 种先前表征的小脑共济失调形式。血清铜蓝蛋白部分缺乏；蛋白质浓度和亚铁氧化物酶活性范围为对照值的 36% 至 41%。这些患者是 CP 基因 trp858-to-ter 突变的杂合子。血清铁浓度和转铁蛋白饱和度正常。尸检、病理和生化检查显示浦肯野细胞明显丢失，小脑大量铁沉积，基底节、丘脑和肝脏少量铁沉积。小脑性共济失调反映了铁沉积的部位。作者得出结论，CP 基因突变的杂合性可导致小脑共济失调。
.0004 乙酰浆血症
血浆铜蓝蛋白贝尔法斯特
CP, 1-BP DEL, 2389G
在Logan 等人报告的2 名患有铜蓝蛋白血症的兄弟（ 604290 ） 中（1994），哈里斯等人（1996）发现 CP 基因外显子 13 中单个碱基对缺失（2389G） 的纯合性。围绕该缺失位点（TGGAGA） 的核苷酸序列对应于核苷酸缺失的共有序列“热点”（Krawczak 和 Cooper，1991）。先证者 49 岁入院，有 6 周口渴和多尿史，以及 2 周进行性意识模糊。神经系统检查正常。他开始接受糖尿病饮食和口服磺脲类药物。52岁的他某天突然下班，第二天被发现在家中坐在椅子上，一副没睡过的样子。当被问到他为什么不上班时，他回答说：“什么工作？” 此后痴呆症进展，混乱发生。弟弟是铁路工人，在 47 岁时患上了糖尿病和智力迟钝。症状似乎在几天内出现，此后逐渐恶化。在这种情况下，异常的铜蓝蛋白被称为贝尔法斯特铜蓝蛋白。
.0005 乙酰浆血症
含铁血黄素沉着症，全身性，由于乙酰质素血症，包括在内
CP, 1-BP INS, 184A
在以全身含铁血黄素沉着症、糖尿病、视网膜色素变性和神经系统异常为特征的遗传性铜蓝蛋白缺乏症患者中，Okamoto 等人（1996）报道了一种新的纯合突变，即第 184 位腺嘌呤的碱基插入，它产生了一个过早的终止密码子。
