前列腺癌/脑癌易感性
EPHB2基因编码跨膜酪氨酸激酶受体。它存在于血小板中,在细胞质信号传导中引起血小板聚集和活化。该受体的配体是ephrin-B1(EFNB1;300035)。
EPHB2在通过双向信号传导的细胞间接触中以及在没有细胞间接触的情况下均具有作用,这可能有助于初始的血小板活化信号。EPHB2的胞质结构域在血小板中的α-IIb(ITGA2B; 607759)/ β-3(ITGB3; 173470)整合素信号传导中起一定作用(Vaiyapuri等人的摘要,2015)。
细胞遗传学位置:1p36.12
基因座标(GRCh38):1:22,710,769-22,921,499
Location | Phenotype | Phenotype MIM number |
Inheritance | Phenotype mapping key |
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1p36.12 | ?Bleeding disorder, platelet-type, 22 | 618462 | AR | 3 |
{Prostate cancer/brain cancer susceptibility, somatic} | 603688 | 3 |
▼ 克隆和表达
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Chan and Watt(1991)克隆了EEK(EPHA8; 176945)和ERK基因的部分序列,该基因编码受体蛋白酪氨酸激酶EPH亚类的成员。对大鼠RNA的Northern印迹分析表明,编码人ERK的DNA与肺中的转录本杂交最多。
Ikegaki等人通过使用单克隆抗磷酸酪氨酸抗体和5 引物 RACE(cDNA末端的快速扩增)程序筛选人胎脑cDNA表达文库(1995)分离的重叠cDNA,它们编码属于EPH家族的受体型酪氨酸激酶,并命名为基因DRT(用于发育调控的EPH相关酪氨酸激酶)。DRT基因在3种不同大小(4、5和11 kb)的转录物中表达。DRT转录本在人脑和其他一些组织中表达,包括心脏,肺,肾,胎盘,胰腺,肝脏和骨骼肌,但11 kb DRT转录本优先在胎脑中表达。在中期胎儿中,包括大脑,心脏,肺和肾脏在内的多个组织中的DRT mRNA的稳态水平要比成人中的更高。池垣等(1995)结果表明,大量源自神经外胚层的肿瘤细胞系表达DRT转录本。作者推测,DRT可能在人类神经发生中起作用。
Fox等人的 Northern blot分析(1995)揭示HEK5在多种人体组织中以多种大小的转录本表达,在胎盘中的表达水平最高。
Saito等(1995)从cDNA序列证明ERK蛋白在假定的酪氨酸激酶结构域上游具有高度疏水的部分,表明它具有跨膜的受体样结构。
使用免疫组化分析正在发育的小鼠后脑,Cowan等(2000年)检测到Ephb2在中线的表达,包括地板和室管膜层。
▼ 测绘
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Chan and Watt(1991)通过对体细胞杂种的Southern印迹分析将EEK和ERK基因定位到1号染色体。池垣等(1995)通过人类/啮齿类动物体细胞杂交板的PCR筛选和荧光原位杂交将DRT,EPHB2基因定位到1p36.1-p35。由于在神经母细胞瘤中通常缺失1p的远端,因此DRT基因可能在神经母细胞瘤和小细胞肺癌(SCLC)的肿瘤发生中起作用。
通过荧光原位杂交,Saito等(1995)证明ERK基因位于染色体区域1p36.1。他们显示同源基因位于小鼠4D2.2-D3和大鼠5q36.13上,它们都是与人类1p染色体具有保守连锁同源性的区域。
▼ 基因功能
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使用酵母2杂交系统,Cowan等(2000)证明了包含PDZ结构域的蛋白质Pick1(PRKCABP; 605926)结合EphB2的C末端尾巴。使用共定位研究和生化分析,他们证明了在体内形成了包含EphB2和aquaporin-1(AQP1; 107776)的蛋白质复合物。他们得出结论,Ephb2可能通过与传输氯离子,碳酸氢根和水的膜通道的大分子缔合来调节离子稳态和内淋巴液的产生。
通过用Efnb2(600527)处理胚胎大鼠皮质神经元,然后用谷氨酸刺激,Takasu等(2002年)观察到细胞内钙的大量增加,这取决于ephrin受体Ephb2的胞质域。Bdnf(113505)的治疗并未导致谷氨酸刺激的细胞内钙的增加。蛋白质印迹分析显示,Efnb2处理增加了Src家族酪氨酸激酶Fyn(137025)在位置1252、1336和1472处NMDA受体2B(Nr2b或Grin2b; 138252)的酪氨酸磷酸化。Efnb2处理还增加了Creb的磷酸化(123810)位于ser133,由NMDA受体介导。另外,Efnb2处理增强了Bdnf和Cpg15的谷氨酸激活。高须等(2002年)得出结论,EFNB-EPHB-NMDA受体相互作用可能代表突触形成或成熟的开始的早期步骤,并可能增强NMDA受体对来自细胞外环境的活性依赖性信号的反应能力。从一个角度来看,Ghosh(2002)指出Grunwald等人(2001)和Henderson等(2001)报道缺乏Ephb2的小鼠的突触可塑性有缺陷,特别是在CA1突触处,可能是由于NMDA受体在突触中缺乏适当的簇集。
Murai和Pasquale(2002)综述了Eph受体在修饰成年大脑中现有突触强度方面起作用的证据。
据认为,树突棘的形态变化是肌节蛋白聚合反应的动态调节引起的。Irie和Yamaguchi(2002)发现EphB2受体酪氨酸激酶与鸟嘌呤核苷酸交换因子intersectin-1(602442)结合肌节蛋白调节蛋白N-WASP(605056)发生物理结合,进而激活Rho家族GTPase Cdc42(116952)和脊柱形态发生。
EPHB受体酪氨酸激酶参与树突棘的形成和重塑,这些树突棘在大脑中接受大多数兴奋性突触输入。使用免疫沉淀,蛋白质印迹和免疫细胞化学分析Tolias等(2007年)表明,PH域,卷曲螺旋域和TIAM1的相邻区域(600687)与EPHB2相互作用。相互作用导致TIAM1磷酸化并募集到含有NMDA谷氨酸受体的EPHB复合物中。突变和RNA干扰分析表明,TIAM1功能的破坏阻止了EPHB2诱导的脊柱形成。Tolias等(2007)提出EPHB受体部分地通过募集和激活TIAM1来调节脊柱发育,从而导致RAC1(602048)依赖型肌节蛋白重塑所需的脊柱形成。
Batlle等(2002年)表明,β-catenin(CTNNB1; 116806)和TCF(参见TCF7L2; 602228)反过来控制EphB2 / EphB3(601839)受体及其配体ephrin B1(EFNB1; 300035),大肠癌和隐窝-绒毛轴。EphB2和EphB3基因的破坏表明,它们的基因产物限制了细胞的混合并在肠道上皮细胞内分配了细胞群。在EphB2 / EphB3 null小鼠中,增生和分化群体混杂在一起。在成年EphB3-/-小鼠中,Paneth细胞不遵循其向下的迁移路径,而是沿隐窝和绒毛散布。作者得出的结论是,在肠上皮中,β-catenin和TCF通过EphB / ephrin B系统将增殖和分化与细胞群的分选相结合。
Himanen等(2004)发现ephrin-A5(601535)与EphB2受体结合,导致受体簇集,自磷酸化和下游信号的启动。Ephrin-A5在模型系统中诱导EphB2介导的生长锥塌陷和神经突退缩。X射线晶体学证实了相互作用,并表明ephrin-A5-EphB2复合物是异二聚体。Himanen等(2004年)强调了A和B亚类Eph受体与ephrin之间的串扰的意外发现。
Holmberg等人使用小鼠的功能获得和丧失功能实验(2006)发现EphB受体,除了指导细胞迁移外,还调节肠道的增殖。EphB2和EphB3激酶依赖性信号传导促进肠道祖细胞的细胞周期再进入,并占成年小鼠小肠和结肠有丝分裂活性的约50%。Holmberg等(2006年)得出结论,EphB受体是肠道干细胞生态位中迁移和增殖的关键协调者。
EPHB2和EPHB3基因是大肠癌(CRC; 114500)和正常肠细胞中β-catenin和TCF4(602272)的靶标。在肠上皮中,ephrin-B信号控制细胞类型沿隐窝-绒毛轴的定位。在CRC中,ephrin-B活性抑制了肿瘤发展的最早阶段。Cortina等(2007年)表明,EphB受体通过一种依赖于E-caderin介导的粘附作用的机制来分隔CRC细胞的扩增(CDH1;192090)。他们证明了在体外和体内,EphB介导的区室化限制了表达EphB的肿瘤细胞向ephrin-B1阳性区域的扩散。在发生肿瘤的过程中,CRC细胞必须沉默EphB表达,以避免正常表达ephrin-B1的肠道细胞所产生的排斥性相互作用(300035)。
Jorgensen等(2009年)实施了蛋白质组学策略,系统地确定了EphB2和ephrin-B1控制的细胞分选的细胞特异性信号网络。用不同同位素标记的EphB2和ephrin-B1表达细胞混合群体的定量质谱分析揭示了细胞特异性酪氨酸磷酸化事件。这些磷酸酪氨酸信号传导网络与细胞分选之间的功能性联系是通过小的干扰RNA筛选建立的。数据驱动的网络建模表明,混合表达EphB2和ephrin-B1的细胞之间的信号传递是不对称的,并且不同的细胞类型使用不同的酪氨酸激酶和靶标来处理由细胞与细胞接触诱导的信号。Jorgensen等(2009年)提供了2种不同小区类型之间联系发起的信令的系统和小区特定的网络模型。
Cisse等(2011)显示淀粉状蛋白-β(见104760)低聚物结合到EphB2的纤连蛋白重复域,并触发蛋白酶体中EphB2降解。为了确定EphB2耗竭在阿尔茨海默病和相关模型中的致病重要性,他们使用慢病毒构建体来减少或增加EphB2在小鼠大脑记忆中心的神经元表达。在非转基因小鼠中,由短发夹RNA介导的EphB2的敲低减少了NMDA受体电流,并损害了在齿状回中对记忆形成很重要的长期增强作用。人淀粉样蛋白前体蛋白转基因小鼠的齿状回中EphB2表达的增加逆转了NMDA受体依赖性长期增强和记忆障碍的缺陷。从而,Cisse等(2011年)得出结论,EphB2的耗竭在淀粉样β诱导的神经元功能异常中至关重要,并表明增加EphB2的水平或功能可能对阿尔茨海默病有益。
Margolis等(2010)显示,小鼠Rhoa(165390)鸟嘌呤核苷酸交换因子ephhexin-5(E5或ARHGEF15; 608504)与Ephb2特异性共免疫沉淀。抑制和过度表达研究表明E5与Ephb2的结合抑制了兴奋性突触的形成。E5-Ephb2相互作用通过ephrin B与Ephb2的结合而终止。ephrin B激活Ephb2导致酪氨酸磷酸化,释放和E5不稳定,从而允许形成其他兴奋性突触。
Attwood等(2011)证明了在小鼠中,该丝氨酸蛋白酶neuropsin(605644)是通过调节的EphB2-NMDA受体相互作用的动力学,FKBP5(表达在杏仁核应力相关的可塑性临界602623),和焦虑样行为。压力导致杏仁核中EphB2的神经蛋白酶依赖性裂解,导致EphB2从NR1上解离(138249)NMDA受体的亚基,并促进EphB2受体的膜更新。动态EphB2-NR1相互作用增强了NMDA受体电流,诱导了Fkpb5基因表达,并增强了焦虑的行为特征。在压力下,神经蛋白酶缺乏小鼠未显示EphB2裂解及其与NR1的分离,从而导致静态EphB2-NR1相互作用,减弱了Fkbp5基因的诱导和低焦虑感。可以通过向神经营养素缺乏的小鼠杏仁核内注射神经蛋白酶来恢复对应激的行为反应,并通过注射抗EphB2抗体或沉默野生型小鼠杏仁核中的Fkbp5基因来破坏对行为的反应。Attwood等(2011年) 结论是,他们的发现建立了一条新的神经通路,将杏仁核中EphB2的应力诱导蛋白水解作用与焦虑联系起来。
▼ 生化特征
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晶体结构
Wybenga-Groot等(2001)报道了由近膜区和激酶结构域组成的EphB2的一种自抑制,非磷酸化形式的X射线晶体结构,分辨率为1.9埃。受诱变数据支持的结构表明,近膜片段采用螺旋构象,扭曲了激酶结构域的小叶,阻止了激活片段获得激活构象。Wybenga-Groot等(2001)指出保守的近膜酪氨酸酪氨酸的磷酸化将通过干扰近膜片段与激酶结构域的缔合而减轻这种自抑制,同时释放磷酸酪氨酸位点与靶蛋白的SH2结构域结合。
EPHB受体与跨膜B- ephrin结合并被其激活,导致形成离散的双向信号中心,其中EPH受体酪氨酸激酶结构域将正向信号转导入其细胞,而ephrin将反向信号转导入其细胞。Himanen等(2001年)报道了EPHB2的N末端配体结合球状结构域的晶体结构,其以2.7埃的分辨率与EFNB2的完整胞外结构域结合。复合物中每个分子的整体结构与未结合分子中的结构相似。结合是通过一个扩展的二聚界面发生的,该界面主要是将一个扩展的ephrin环插入受体表面的一个通道中。然后,EPHB-EFNB二聚体结合形成稳定的四聚体,其中每个分子与2个互补分子相互作用,从而实现反自磷酸化和信号引发。
▼ 分子遗传学
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血小板型出血性疾病22
Berrou 等人 在2名同胞出生的近亲中患有血小板型出血性疾病22(BDPLT22; 618462)(2018)在EPHB2基因(R745C; 600997.0005)中鉴定出纯合的错义突变。该突变通过全外显子组测序发现,并通过Sanger测序证实,与该家族的疾病分离。对患者血小板的功能分析表明,血小板对ADP和凝血酶的反应严重受损,血栓形成减少,颗粒分泌部分受损。没有激活血小板整合素IIb(607759)/ IIIa(173470))受体。对瑞斯托菌素的反应正常,血小板的α和致密颗粒水平正常。野生型的表达和在大鼠嗜碱性白血病细胞稳定表达人糖蛋白VI的R745C变体EPHB2(GPVI; 605546)证实,EPHB2 R745C突变受损EPHB2自磷酸化。但是,它对ephrin配体诱导的EPHB2聚类没有影响,表明它不干扰EPHB2-ephrin介导的细胞间接触。总体而言,这些发现表明,EPHB2变体削弱了GP VI受体的激活和IIb / IIIa受体的下游信号传导。
体细胞突变
Huusko等(2004年)结合了依替丁的无意义介导的衰变抑制(NMD)和微阵列分析与比较基因组杂交(CGH),以筛选前列腺癌衍生的细胞系进行NMD并从两个等位基因均缺失的基因转录的转录本。通过这种方式,他们可以通过无义突变鉴定出等位基因失活的基因,并通过缺失使外部等位基因丢失。他们确定了EPHB2基因先前未知的突变。发现源自大脑转移的DU 145前列腺癌细胞系带有EPHB2的截短突变(600997.0001)并删除其余等位基因。临床前列腺癌样本中还存在其他移码,剪接位点,错义和无义突变。用野生型EPHB2转染缺少功能性EPHB2的DU 145细胞可抑制克隆形成生长。这些研究表明,EPHB2可能在细胞迁移和维持正常组织结构中起重要作用,而EPHB2基因的突变失活在前列腺癌的进展和转移中可能很重要。Mercola and Welsh(2004)综述了方法,NMD的依替丁抑制和CGH芯片分析的组合,以鉴定疾病与基因的关联。多达三分之一的遗传性疾病是由破坏阅读框的突变引起的。
基特尔斯等(2006年)对来自非裔美国人遗传性前列腺癌研究的72个先证者进行了EPHB2编码区的直接测序。他们在15.3%的非裔美国人先证者中发现了K1019X(3055A-T; 600997.0004)突变,但在231个欧美对照样本中仅发现了1.7%。非裔美国人先证者(15.3%)中的T等位基因比非裔美国人男性对照者(5.2%)中更为普遍(优势比= 3.31)。为了排除由于混合剂分层引起的非裔美国人中K1019X与前列腺癌的虚假关联,Kittles等人(2006年)通过使用34个祖先信息标记(AIM)估算每个受试者的个体祖先来控制前列腺癌病例与对照之间的祖先差异。西非的血统从10%到93.5%不等,平均估计为71.3%。西非血统控制的估计范围为6.5%至95.3%。测试个人血统后,与非裔美国健康对照相比,EPHB2 K10X先证者的关联仍然很显着(p = 0.01)。
约翰逊等(2010)确定了人类室管膜瘤的亚组(137800),然后进行了基因组分析,发现了亚组特异性的改变,包括以前未与室管膜瘤牵连的基因的扩增和纯合缺失。然后,他们使用跨物种的基因组学选择最可能引起室管膜瘤亚组的细胞区室,并比较了从不同区域分离的人肿瘤和小鼠神经干细胞,特别是完整或缺失的Cdkn2a(600160)/ Cdkn2b(600431))轨迹。具有扩增的EPHB2和缺失的CDKN2A / CDKN2B的人上上脑室室膜瘤的转录组仅与胚胎脑Cdkn2a / Cdkn2b-/-小鼠神经元干细胞的转录组匹配。Ephb2信号在Cdkn2a / Cdkn2b-/-小鼠神经元干细胞而非其他神经干细胞中的激活产生了第一个小鼠室管膜瘤模型,该模型具有很高的渗透性,并准确地模拟了人类上rate上肿瘤的一个亚组的组织学和转录组( D组)。对匹配的小鼠和人类肿瘤的比较分析显示,控制突触发生的基因的表达和拷贝数选择性失调,指出这种途径的破坏是该室膜膜瘤亚群产生的关键事件。
▼ 动物模型
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Halford等(2000)产生了缺乏Ryk(600524)的小鼠,并发现它们具有独特的颅面外观,四肢缩短以及由于进食和呼吸系统并发症导致的第二pa完全裂开而导致的死亡率。与Ephb2 / Ephb3缺陷小鼠的c裂表型和果蝇Ryk直系同源物``脱轨''在排斥性轴突寻路线索的转导中的作用,生化数据相关,Ryk涉及Eph受体和与细胞连接相关的Af6介导的信号传导(159559)。Halford等(2000年)得出结论,他们的发现突出了不同RTK亚家族成员之间信号串扰的重要性。
Henkemeyer等(1996)生成了两行缺少Ephb2的小鼠,他们将它们称为Nuk1:无效等位基因和编码缺少酪氨酸激酶和C端结构域的β-gal融合受体的等位基因。通过分析来自纯合突变小鼠的大脑,他们证明形成前连合后道的大多数轴突均异常迁移至大脑底部,导致皮质神经元无法连接两个颞叶。Henkemeyer等(1996年)得出结论,Ephb2是一种结合跨膜配体的受体,在哺乳动物中枢神经系统中特定轴突的寻路中起着至关重要的独特作用。
Cowan等(2000年)在由Henkemeyer等人产生的Ephb2基因敲除突变小鼠中检测到与前庭功能异常有关的菌株特异性循环行为(1996)。在突变的胚胎中,对侧内耳传出的生长锥在中线显示出不合适的途径选择,而在突变的成年人中,半圆形管的内淋巴充满腔明显减少。EphB2在内耳上皮中产生内淋巴的暗细胞中表达,这些细胞在突变体中显示出超微结构缺陷。证明与EphB2和B-ephrins的C末端结合的含PDZ结构域的蛋白质还可以识别阴离子交换剂和水通道蛋白的细胞质尾巴,从而提供了与流体调节的分子联系。Cowan等(2000)提出EphB2可能通过与传输氯离子,碳酸氢根和水的膜通道的大分子缔合来调节离子稳态和内淋巴液的产生。
Alfaro等(2008年)观察到Ephb2和/或Ephb3缺陷小鼠的双阴性(DN; CD4(186940)阴性/ CD8(参见186910)阴性)和双阳性细胞的胸腺细胞性显着降低。成年突变胸腺具有增加的DN细胞比例,而其他亚群的百分比没有明显变化。从DN3(CD44(107269)阴性/ CD25(147730)阳性)开始,所有区室的胸腺细胞数量均显着减少,而DN1(CD44阳性/ CD25阴性)或DN2(CD44-阳性/ CD25阳性)细胞。Alfaro等(2008年) 在第15天胎儿的Ephb2和/或Ephb3缺陷型胸腺中观察到了相同的变化,并提出成人表型是由于个体发育早期出现的缺陷逐渐积累所致。
Vaiyapuri等(2015年)他发现Ephb2基因在小鼠血小板中表达,并证明Ephb2在涉及接触依赖性和非接触依赖性信号传导的血小板活化中具有复杂的作用。Ephb2缺乏细胞内区域的小鼠的血小板功能研究(LacZ突变体)显示,细胞内区域的中断消除了血小板活化,颗粒分泌,钙动员,血纤蛋白原结合和血栓形成。这些功能缺陷与通过PI3K和血小板整合素ITGA2B / ITGB3减少的由内而外的信号传递有关。突变血小板中的散布和凝块收缩不良表明,当纤维蛋白原与ITGA2B / ITGB3结合时,Ephb2也可能参与了由内而外的信号传导。即使Ephb2在血小板表面的配体结合不受影响,也会发生这些变化。
▼ 等位基因变异体(5个示例):
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.0001前列腺癌,躯体的进展和转移
EPHB2,GLN723TER
Huusko等人在前列腺癌(603688)中源自脑转移的DU 145细胞系中(2004)使用废话介导的RNA衰变微阵列和基于阵列的比较基因组杂交的组合来鉴定EPHB2基因的双等位基因失活,涉及野生型等位基因的丢失和另一个废话的gln723-to-ter(Q723X)突变等位基因。Q723X取代源于2167C-T过渡。
.0002前列腺癌,躯体的进展和转移
EPHB2,ALA279SER
在转移性前列腺癌(603688)样本中,Huusko等人(2004年)发现了一个杂合的ala279-to-ser(A279S)突变,该突变是由EPHB2基因的835G-T转化引起的。另一个等位基因丢失了。
.0003前列腺癌,躯体的进展和转移
EPHB2,ASP679ASN
在2种原发性前列腺癌中(603688),Huusko等人(2004年)发现了由EPHB2基因中的2035G-A过渡引起的asp679到asn(D679N)突变。野生型等位基因没有丢失。在246个正常对照中均未发现该突变。
.0004前列腺癌,对非洲裔美国人的敏感性
EPHB2,LYS1019TER
基特尔斯等(2006)证明了在非裔美国人的无意义的突变,lys1019停止(K1019X)在EPHB2基因和摄护腺癌之间(603688)之间的关联。K1019X取代源自外显子15中的3055A-T颠换。
.0005失血性疾病,血小板型,22(1家庭)
EPHB2,ARG745CYS
Berrou 等人在2名同胞出生的近亲中患有血小板型出血性疾病22(BDPLT22; 618462)(2018)在EPHB2基因中鉴定出纯合的c.2233C-T过渡(c.2233C-T,NM_004442.6),导致在胞质内酪氨酸激酶结构域的保守残基处出现arg745-cys(R745C)取代。该突变通过全外显子组测序发现,并通过Sanger测序证实,与该家族的疾病分离。在ExAC数据库中发现它的频率非常低(小于10(-6))。