膜金属内肽酶

MME 基因编码一种广泛表达的膜金属内肽酶，可降解多种底物。酶的活性位点面向细胞外空间（Higuchi 等人的总结，2016 年）。

▼ 克隆与表达
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常见急性淋巴细胞白血病抗原（CALLA）是诊断人类急性淋巴细胞白血病（ALL）的重要细胞表面标志物。它存在于前 B 表型的白血病细胞上，占 ALL 病例的 85%。然而，CALLA 并不限于白血病细胞，它存在于多种正常组织中。CALLA 是一种在肾脏中特别丰富的糖蛋白，它存在于近端小管的刷状缘和肾小球上皮上。莱塔特等人（1988）克隆了编码 CALLA 的 cDNA 并表明从 cDNA 序列推导出的氨基酸序列与人膜相关中性内肽酶（NEP; EC 3.4.24.11）的氨基酸序列相同），也称为脑啡肽酶。NEP 在疏水残基的氨基侧切割肽并使几种肽激素失活，包括胰高血糖素、脑啡肽、P 物质、神经降压素、催产素和缓激肽。

巴克等人（1989）确定 CALLA 基因编码 100-kD 的 II 型跨膜糖蛋白。

樋口等人（2016）发现 MME 基因在人类腓肠神经的髓鞘中表达，在轴突中表达较少。

▼ 基因功能
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通过 cDNA 转染分析，Shipp 等人（1989）证实 CALLA 是一种功能性中性内肽酶，其类型以前称为脑啡肽酶。

CALLA 也被称为 atriopeptidase。Atriopeptidase 特异性降解心房利钠因子（ANF; 108780 ）（ Stephenson and Kenny, 1987 ; Koehn et al., 1987 ）。诺斯里奇等人（1989）开发了一种特定的酶抑制剂，并报告说它具有类似于低剂量 ANF 输注的效果。这些作用包括利尿、利钠、舒张血管和抑制肾素-血管紧张素-醛固酮系统。

德比克等人（2002）描述了一个案例，其中由孕妇产生的抗中性内肽酶抗体被转移到胎儿，其中在产前发展为严重形式的膜性肾小球肾炎（ 614692 ）。母亲缺乏中性肽链内切酶，可能在早期流产时或流产后对抗原进行了免疫。这是第一个被发现与人类膜性肾小球肾炎有关的足细胞抗原。尽管不存在中性内肽酶，但母亲是健康的，中性内肽酶基因被靶向破坏的小鼠也是健康的，这表明酶促冗余。

为了确定脑啡肽酶水平降低是否有助于阿尔茨海默病（AD; 104300 ）或正常衰老中淀粉样蛋白（ 104760 ）沉积物的积累，Russo 等人（2005）分析了来自 10 名认知正常的患有淀粉样蛋白斑块（NA）的老年人、10 名患有 AD 的个体和 10 名没有淀粉样蛋白斑块的对照者的大脑皮层中的 MME mRNA 和蛋白质水平。他们发现与对照组相比，AD 和 NA 个体的 MME mRNA 水平显着降低。鲁索等人（2005）得出结论，降低的 MME 表达与淀粉样蛋白 β 沉积相关，但与变性和痴呆无关。

维斯纳等人（2006）表明 opiorphin 是一种源自 PROL1（ 608936 ）的镇痛五肽，是中性外肽内切酶和外氨基肽酶 N（ANPEP; 151530 ）的生理抑制剂。

▼ 基因结构
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巴克等人（1989）证明 CALLA 基因以大于 45 kb 的单拷贝形式存在，该拷贝在表达细胞表面 CALLA 的恶性肿瘤中未重排。

D'Adamio 等（1989）证明 CALLA 基因跨度超过 80 kb，由 24 个外显子组成。

▼ 测绘
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巴克等人（1989）通过对体细胞杂交的研究将 CALLA 基因定位到人类 3 号染色体，并通过原位杂交将定位定位到 3q21-q27。Tran-Paterson 等人（1989）还通过对来自人类-啮齿动物体细胞杂交体的 DNA 进行南方印迹分析，将该基因分配到 3 号染色体。

▼ 分子遗传学
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Charcot-Marie-Tooth 病 2T 型

在 10 名患有常染色体隐性 Charcot-Marie-Tooth 病 2T 型（CMT2T；617017）的日本先证者中，Higuchi 等人（2016）鉴定了 MME 基因中的纯合或复合杂合突变（参见，例如，120520.0001 - 120520.0005）。通过全外显子组测序发现的突变与分析分离的家族中的疾病分离。除了 1 个突变外，所有突变都导致剪接位点缺陷或截短的蛋白质，这与功能丧失机制一致。在接受全外显子组测序的常染色体隐性 CMT 患者中，MME 突变占 13%，Higuchi 等（2016）得出结论，MME 基因的突变是日本人群中常染色体隐性轴突 CMT 的最常见原因。

在 19 名具有迟发性常染色体显性轴突 CMT 的欧洲血统先证者中（见617017），Auer-Grumbach 等人（2016）在 MME 基因中鉴定了 11 个不同的杂合变体（参见，例如，120520.0007 - 120520.0009），包括 7 个功能缺失等位基因和 4 个错义等位基因。前3个家族的变异是通过全外显子组测序发现的；随后的 MME 变异在 45 名患有类似疾病的先证者中的 6 名中被发现，这些先证者接受了 MME 基因的直接测序。选择的患者样本和体外细胞研究与脑啡肽酶的组织可用性降低和酶活性受损一致。检查来自超过 10,000 名患有神经系统疾病和其他疾病的个体的全外显子组数据库，发现另外 12 名具有杂合截断变异的个体，其中 10 名患有多发性神经病、运动神经元疾病或感觉性共济失调。统计分析表明，与几个大型数据库中的对照相比，MME 功能丧失变异在迟发性 CMT2T 病例中的比例过高；然而，

脊髓小脑性共济失调 43

在患有脊髓小脑性共济失调 43（SCA43; 617018 ）的比利时大型家庭的 7 名受影响成员中，Depondt 等人（2016）在 MME 基因中发现了杂合错义突变（C143Y; 120520.0006 ）。通过连锁分析和全外显子组测序的组合发现并通过 Sanger 测序证实的突变与家族中的疾病分离。没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究。对另外 96 名显性共济失调患者的 MME 基因测序未发现更多突变。

▼ 动物模型
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淀粉样蛋白-β 肽是阿尔茨海默病的病原体，是大脑中的一种生理代谢物。岩田等人（2001）研究了脑啡肽酶（一种候选淀粉样蛋白 β 降解肽酶）在使用脑啡肽酶基因破坏的小鼠的代谢中的作用。脑啡肽酶缺乏导致外源性β淀粉样蛋白降解和内源性β淀粉样蛋白水平以基因剂量依赖性方式代谢抑制的缺陷。缺乏脑啡肽酶的小鼠大脑中淀粉样蛋白 β 的区域水平处于海马、皮质、丘脑/纹状体和小脑的不同顺序中，其中海马的水平最高，小脑的水平最低，这与对淀粉样蛋白的易感性相关在患有阿尔茨海默病的人的大脑中沉积。岩田等人（2001）得出的结论是，即使是可能由衰老引起的脑啡肽酶活性的部分下调，也会通过促进淀粉样蛋白 β 的积累而导致阿尔茨海默病。

莱斯林等人（2003）发现 Ide（ 146680 ）或脑啡肽酶在小鼠中发育迟缓的神经元特异性过表达显着降低了脑β-淀粉样蛋白水平，延缓或阻止了淀粉样蛋白斑块的形成及其相关的细胞病理学，并挽救了 APP 转基因小鼠的过早致死。他们得出结论，β-淀粉样蛋白降解蛋白酶的慢性上调可能会在体内对抗阿尔茨海默型病理。

斋藤等人（2005）发现生长抑素（SST; 182450 ）在体外和体内调节脑啡肽酶催化的 β-淀粉样蛋白水解降解。用生长抑素处理的原代皮层神经元表现出脑啡肽酶活性的上调和 A-β-42 的减少。Sst-null 小鼠的海马 A-β-42 增加了 1.5 倍，但 A-β-40 没有增加。斋藤等人（2005）指出大脑中生长抑素的表达会随着正常衰老而下降，并假设随着毒性β-淀粉样蛋白的逐渐积累，脑啡肽酶活性的类似下降可能是迟发性 AD 的基础。

在动物细胞培养研究中，Pardossi-Piquard 等人（2005）发现来自 APP 样蛋白（包括 APP、APLP1（ 104775 ）和 APLP2（ 104776 ））的内源性 γ 分泌酶依赖性 AICD 片段通过与其启动子结合来诱导中性溶酶的转录激活。反过来，脑啡肽酶对 β-淀粉样蛋白 40 的降解负有部分责任。Psen1（ 104311 ）/Psen2（ 600759））-缺陷的小鼠成纤维细胞或囊胚由于脑啡肽酶活性和蛋白质表达降低而无法有效降解 β-淀粉样蛋白 40。单个 Psen1 缺陷或 Psen2 缺陷细胞具有正常水平的脑啡肽酶蛋白和活性，表明两个 Psen 基因的消耗对于影响脑啡肽酶的转录是必要的。这些发现为调节机制提供了证据，其中不同水平的 γ-分泌酶活性通过 AICD 片段调节 β-淀粉样蛋白降解。Chen 和 Selkoe（2007）质疑Pardossi-Piquard 等人的发现（2005）并提供了他们自己的实验证据表明脑啡肽酶水平和/或活性不受缺乏 APP、Psen1/Psen2 基因型或 γ-分泌酶抑制的影响。作为回应，Pardossi-Piquard 等（2007）为他们的原始发现辩护，并提供了进一步的证据，证明 Psen 复合物和 AICD 调节某些细胞中的脑啡肽酶表达。

Auer-Grumbach 等人（2016）发现纯合的 Mme-null 小鼠在外观和大小上明显正常，并且在运动表现或协调方面没有表现出明显的异常。神经传导研究显示突变体和对照动物之间没有显着差异。然而，组织学和电子显微镜研究显示一些轴突异常：有髓纤维看起来更密集，细胞外间隙更小，并且有一些形状异常的无髓纤维束。

▼ 等位基因变体（ 9 精选示例）：
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.0001 CHARCOT-MARIE-TOOTH 疾病，轴索，2T 型
MME、IVS7DS、GA、+1
在来自 3 个不相关的日本家庭（家庭 1、2 和 3）的受累个体中，常染色体隐性遗传 Charcot-Marie-Tooth 病 2T 型（CMT2T；617017），Higuchi 等人（2016）在 MME 基因的内含子 7（c.654+1G-A）中发现了纯合 G-to-A 转换，导致外显子 7 跳过、移码和过早终止（Gly179AspfsTer2）。通过全外显子组测序发现的突变在 dbSNP（build 137）、1000 Genomes Project、Exome Sequencing Project 或 ExAC 数据库中，或在包含 4,000 多个对照的大型内部数据库中均未发现。该突变与 1 个家族中的疾病分离；其他 2 个科未进行分离分析。单倍型分析表明，3 个家族中有 2 个共享一个包含突变的区域。

.0002 CHARCOT-MARIE-TOOTH 疾病，轴索，2T 型
MME, GLN221TER
在一名患者（P5）中，出生于日本近亲父母，患有常染色体隐性夏科-玛丽-牙病 2T 型（CMT2T; 617017 ），Higuchi 等人（2016）在 MME 基因的外显子 8 中发现了一个纯合的 c.661C-T 转换，导致 gln221-to-ter（Q221X）取代。还有其他 3 名同样受影响的家庭成员，但没有进行隔离分析。通过全外显子组测序发现的突变在 dbSNP（build 137）、1000 Genomes Project、Exome Sequencing Project 或 ExAC 数据库中，或在包含 4,000 多个对照的大型内部数据库中均未发现。患者细胞没有显示出突变的 mRNA，表明无义介导的衰变。

.0003 CHARCOT-MARIE-TOOTH 疾病，轴索，2T 型
MME, CYS621ARG
在 2 兄弟中，出生于日本近亲父母（家庭 4），常染色体隐性遗传 Charcot-Marie-Tooth 病 2T 型（CMT2T；617017），Higuchi 等人（2016）在 MME 基因的外显子 19 中发现了一个纯合的 c.1861T-C 转换，导致在高度保守的残基上发生了 cys621 到 arg（C621R）的替换。通过全外显子组测序发现的突变在 dbSNP（build 137）、1000 Genomes Project、Exome Sequencing Project 或 ExAC 数据库中，或在包含 4,000 多个对照的大型内部数据库中均未发现。与对照组相比，1 名患者的腓肠神经活检显示 MME 量减少，与功能丧失一致。

.0004 CHARCOT-MARIE-TOOTH 疾病，轴索，2T 型
MME、IVS5DS、TA、+2
在一名男性（患者 7）中，出生于日本近亲父母，患有 2T 型常染色体隐性 Charcot-Marie-Tooth 病（CMT2T；617017），Higuchi 等人（2016）在 MME 基因（c.439+2T-A）的内含子 5 中发现了纯合的 T-to-A 颠换，导致外显子 5 的跳过和催化域中 27 个残基（Asp120_Glu146del）的框内缺失。通过全外显子组测序发现的突变在 dbSNP（构建 137）、1000 基因组计划、外显子组测序计划或 ExAC 数据库中，或在包含 4,000 多个对照的大型内部数据库中均未发现。该突变与家族中的疾病隔离。一名患有该疾病的无关日本患者（患者 8）是 c.439+2T-A 突变和另一个剪接位点突变（ 120520.0005 ）的复合杂合子。

.0005 CHARCOT-MARIE-TOOTH 疾病，轴索，2T 型
MME，IVS7AS，AG，-2
在一名日本男性中，出生于近亲（家庭 10），常染色体隐性遗传 Charcot-Marie-Tooth 病 2T 型（CMT2T；617017），Higuchi 等人（2016）在 MME 基因的内含子 7 中发现了纯合的 A 到 G 转变（c.655-2A-G），导致外显子 8 的跳跃和 22 个残基（Ile219_Glu240del）的框内缺失。胞外域。通过全外显子组测序发现的突变在dbSNP（build 137）、1000 Genomes Project或Exome Sequencing Project数据库中均未发现；它在 ExAC 数据库和包含 4,000 多个对照的大型内部数据库中的频率非常低。该突变与家族中的疾病隔离。

.0006 脊髓小脑共济失调 43（1 个家族）
MME，CYS143TYR
Depondt 等人在患有常染色体显性脊髓小脑性共济失调 43（SCA43; 617018 ）的比利时大家族的 7 名受影响成员中（2016）鉴定了 MME 基因中的杂合 G-to-A 转换，导致 cys143-to-tyr（C143Y）取代在 N 端肽酶 M13 域中一组半胱氨酸的高度保守残基处蛋白质。该半胱氨酸在接头部分形成二硫键。该突变是通过连锁分析和全外显子组测序的组合发现的，并通过 Sanger 测序得到证实。它与家族中的疾病分离，并且不存在于 dbSNP、Exome Variant Server 或 ExAC 数据库中。没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究。对另外 96 名显性共济失调患者的 MME 基因测序未发现更多突变。

.0007 CHARCOT-MARIE-TOOTH 疾病，轴索，2T 型，易感
MME, 1-BP DEL, 466C
在来自 2 个不相关的奥地利家族（AT1 和 AT2）的 6 名患有迟发性常染色体显性遗传 Charcot-Marie-Tooth 病 2T 型（见617017）的患者中，Auer-Grumbach 等人（2016）在 MME 基因的外显子 5 中发现了一个杂合的 1-bp 缺失（c.466delC，NM_000902.3），导致其中一个肽酶域中的移码和过早终止（Pro156LeufsTer14）。通过全外显子组测序发现并通过 Sanger 测序证实的变异与家族中的疾病分离。对另外 45 名患有类似疾病的人的 MME 基因进行 Sanger 测序，确定了来自 5 个家庭的 8 名患者具有相同的杂合突变。与对照组相比，来自患者的脂肪组织活检和血浆显示出显着较低的脑啡肽酶浓度。Exome Variant Server 数据库中 6,251 个人中的 5 人和 ExAC 数据库中 60,245 个人中的 20 人以及几个内部数据库中也存在该变体（不到 0.03%）。

.0008 CHARCOT-MARIE-TOOTH 疾病，轴索，2T 型，易感
MME，TRP24TER
在一位患有迟发性常染色体显性遗传 Charcot-Marie-Tooth 病 2T 型（见617017）的奥地利女性（AT3 家族）中，Auer-Grumbach 等人（2016）在 MME 基因的外显子 1 中发现了一个杂合的 c.71G-A 转换（c.71G-A，NM_000902.3），导致在跨膜结构域之前的 trp24-to-ter（W24X）取代。通过全外显子组测序发现的变体在 dbSNP（build 142）、1000 Genomes Project、Exome Variant Server 或 ExAC 数据库中均未发现。与对照组相比，患者脂肪组织和血浆中脑啡肽酶的浓度显着降低。

.0009 CHARCOT-MARIE-TOOTH 疾病，轴索，2T 型，易感
MME, ALA422ASP
在患有迟发性常染色体显性遗传 Charcot-Marie-Tooth 病 2T 型（见617017）的奥地利母子（AT8 家族）中，Auer-Grumbach 等人（2016）在 MME 基因的外显子 12 中发现了一个杂合的 c.1265C-A 颠换（c.1265C-A，NM_000902.3），导致 ala422-to-asp（A422D）在一个高度保守的残基处被取代。肽酶结构域。将突变转染到 HEK293 细胞中显示突变蛋白的脑啡肽酶活性显着降低，与功能丧失和单倍剂量不足一致。该变体在 ExAC 数据库中被发现 4 次。