肢脑型ENDOVE 综合征

在果蝇中，“engrailed”（en）同源基因蛋白在分割发育过程中起着重要作用，它是后室形成所必需的。洛根等人（1989）分离了含有小鼠同源框基因 En1 和 En2（ 131310 ）的人类同源物，它们与果蝇 en 基因同源。洛根等人（1992）分离了 EN1 和 EN2 基因的人和鸡基因组克隆。推断的 392 个氨基酸的人 EN1 蛋白与小鼠 En1 有 95% 的相同性。通过序列分析，作者确定来自不同物种的 En 蛋白包含 5 个不同的保守亚区。洛根等人（1992） 注意到表达研究表明，engrailed 可能在组织前胚层的早期和后来的神经发生中起作用。

▼ 基因结构

洛根等人（1992）证明，与小鼠和鸡一样，人类 EN1 基因的预测编码区被单个内含子打断。

▼ 测绘

马丁等人（1990）将 En1 基因对应到小鼠 1 号染色体，距“显性半肢”（Dh）基因约 0.28 cM，将 En2 基因对应到小鼠 5 号染色体，距“半肢外趾”（Hx）约 1.1 cM ） 基因。他们排除了这两个基因作为导致 Dh 和 Hx 的突变位点。他们认为 En1/Dh 和 En2/Hx 代表旁系同源连锁群，这些连锁群是在一个共同的祖先染色体片段复制后进化而来的。

通过对小鼠-人类体细胞杂交体的 Southern 分析，Logan 等人（1989）将人类 EN1 基因对应到 2 号染色体。使用包含 2 号染色体不同区域的啮齿动物/人类细胞杂交体和具有间质缺失的淋巴母细胞系 del（2）（q21-q23.2） 的映射组，科勒等人（1993）将 EN1 的区域分配细化为 2q13-q21。他们表示，这使 2q 上与小鼠 1 号染色体近端区域具有同源物的已知基因数量增加到 22 个。通过荧光原位杂交，Matsui 等人（1993）将 EN1 基因图位置进一步细化到 2q14。

▼ 细胞遗传学

在一个来自巴基斯坦近亲家庭的可能患有 PEHO 综合征的 14 个月大男孩（ 260565 ） 中，Barber 等人（2006）确定了 2q14.1-q14.2 的杂合缺失，该区域具有至少 20 个基因，包括 EN1。然而，在他表型正常的父亲和兄弟中发现了同样的缺失。作者指出，这种缺失与先前报道的没有表型后果的 2q13-q14.1 遗传缺失重叠（Sumption 和 Barber，2001 年）。删除的区域总共包含 32 个基因，并构成人类第 2 号染色体从其形成的祖先染色体 2B 的最后 5.25 Mb。理发师等（2006） 得出结论，低基因密度区域的杂合缺失与正常表型相容。

▼ 分子遗传学

ENDOVE 综合征，肢脑型

在一名 3 岁的巴西女孩中，她患有手、足和脑部异常（ENDOVESB; 619218）的下肢中体肌，Allou 等人（2021）确定了 EN1 基因（ 131290.0001 ） 中1-bp 重复的纯合性。

待确认的关联

有关 EN1 基因附近的非编码单核苷酸多态性（SNP） 与骨矿物质密度之间可能关联的讨论，请参见166710。

▼ 动物模型

相关的小鼠基因 En1 和 En2 分别从 1 和大约 5 体节阶段在类似的假定中后脑结构域中表达。然而，En1 和 En2 中的突变产生了不同的表型：En1 突变小鼠在出生时死于大的中后脑缺失，而 En2 突变体则因小脑缺陷而存活。为了确定这些对比表型是否反映了 En 蛋白的时间表达或生化活性的差异，Hanks 等人（1995）通过基因靶向在转基因小鼠中将 En1 编码序列替换为 En2 序列。En2 序列挽救了所有 En1 突变缺陷，表明 En1 和 En2 之间的差异源于它们不同的表达模式。

香肠等（1994）产生了针对 En1 同源框的定向缺失的纯合小鼠。En1 突变小鼠在出生后不久就死亡，并表现出多种发育缺陷。缺陷模式表明 En1 在中后脑前体细胞的产生和/或存活中具有细胞自主作用，并且在四肢和可能胸骨的正常发育信号中也具有非细胞自主作用。

卢米斯等人（1996）分析了小鼠 engrailed-1 基因中诱导的无效突变对腹侧肢体模式的影响。发现无效小鼠显示出腹侧爪结构的背侧转变，以及沿近端-远端肢体轴的细微变化，表明该基因是必不可少的。

有关该基因在肢体发育中的作用的综述，请参见Johnson 和 Tabin（1997）。

斯加多等人（2006）发现 En1 杂合无效和 En2 纯合无效（En1 +/- 和 En2 -/-） 的小鼠是可行的和可生育的，但它们显示出类似于帕金森病的关键病理特征的成人表型（ 168600 ）。突变小鼠在黑质中表现出多巴胺能神经元的进行性退化，这导致尾状壳核中多巴胺的储存和释放减少，类似于运动不能和运动迟缓的运动缺陷以及体重降低。

在带有突变人类 HTT（ 613004 ）的 HD（ 143100 ）果蝇模型中，Mugat 等人（2008）发现 engrailed 的表达能够通过激活内源性野生型 htt 的转录来防止 polyQ-HTT 的聚集。

使用 En1（cre/flox） 小鼠模型，Zheng 等人（2015）观察到 En1 的条件性丢失导致低骨量，可能是高骨转换的结果。

基于他们对 ENDOVESL 患者的研究（见619217），Allou 等人（2021）假设存在一个控制肢体中 En1 表达的调节区。他们在胚胎期（E） 9.5 的小鼠肢芽中进行了捕获 Hi-C，这是一种量化全基因组染色质接触的技术，并发现与人类患者中 27-kb 最小临界区（MCR） 相对应的区域位于一个大约 650 kb 的拓扑相关域（TAD），其中包括 En1。进一步的分析显示，MCR 内存在一个 4 外显子长的非编码 RNA（lncRNA） 转录物，转录起始位点（TSS） 位于 En1 的 3 素末端下游约 251 kb 处。作者将此转录本命名为“Maenli”，意为“肢体中 engrailed-1 的主要激活剂”。来自 E9.5 和 E10 的单细胞 RNA-seq。5 只小鼠肢体显示 Maenli RNA 几乎只存在于外胚层簇中，与 En1 表达重叠。使用标记基因作为标识符，作者证明 Maenli 表达仅限于表达 En1 的结构域（顶端外胚层脊和腹侧外胚层）。产生包含 Maenli TSS 缺失的小鼠导致发育中肢体中 Maenli 和 En1 的表达减少超过 98% 和双背肢表型，证实 Maenli 基因座是小鼠肢体畸形的原因与人类表型相似。进一步的实验表明，从姐妹等位基因产生的 Maenli 转录本无法挽救 Maenli 对 1 个等位基因的失活；因此，肢体中 En1 的激活依赖于顺式中 Maenli 的转录。

▼ 等位基因变体（ 1 示例）：

.0001 ENDOVE 综合征，肢脑型（1 名患者）
EN1，1-BP DUP，317T
在一名 3 岁的巴西女孩（患者 4）中，她的第一代表亲父母患有下肢中部肌肉，伴有手、足和脑部异常（ENDOVESLB; 619218 ），Allou 等人（2021 年）确定了 EN1 基因中 1 bp 重复（c.317dupT，NM_001426.3）的纯合性，导致预测会导致过早终止密码子（Ile107HisfsTer39）的移码。她的无症状母亲是该突变的杂合子；没有报告她未受影响的父亲的 DNA 分析。