常染色体显性遗传冠状动脉疾病

从中胚层前体细胞分化为成肌细胞的过程导致发现了调节肌肉基因表达的多种组织特异性因子。成肌基本螺旋-环-螺旋蛋白，包括myoD（159970），myogenin（159980），MYF5（159990）和MRF4（159991））是一类已识别的因素。DNA结合调节蛋白的第二家族是肌细胞特异性增强因子2（MEF2）家族。这些蛋白质中的每一个都与许多（如果不是全部）肌肉特异性基因的调节区域中存在的MEF2目标DNA序列结合。MEF2基因是MADS基因家族的成员（以酵母菌交配型特异性转录因子MCM1命名，植物同源基因“ agamous”和“ deficiens”以及人血清反应因子SRF（600589））包括几个同源基因和其他转录因子，所有这些都共享一个保守的DNA结合域。

细胞遗传学位置：15q26.3
基因座标（GRCh38）：15：99,565,416-99,716,487

▼ 克隆和表达
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Pollock和Treisman（1991）克隆了MEF2A的cDNA，他们将其指定为RSRF（与血清反应因子有关）家族的成员。他们描述了蛋白质的DNA结合特性及其在调节生长因子诱导的和肌肉特异性序列中的潜在作用。Yu等人也获得了MEF2A cDNA（1992），他用含有多份MEF2结合序列拷贝的DNA探针从股外侧肌中筛选了原始人类骨骼肌细胞表达文库。mRNA无处不在，在骨骼肌，心脏和大脑中含量最高。鉴定了几种MEF2A的可变剪接变体，预测它们编码不同的蛋白质产物。使用免疫荧光，在骨骼肌和心肌细胞的细胞核中检测到MEF2A蛋白。

▼ 基因功能
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Yu等（1992年）表明myoD诱导非肌肉细胞中的MEF2，但仅MEF2A表达不能产生完整的肌肉细胞表型。Breitbart等（1993）确定了MEF2家族的另一个基因（MEF2D; 600663），提出MEF2A可能参与诱导肌肉分化，而MEF2C（600662）可以维持分化状态。另请参阅MEF2B（600661）。

MEF2家族的MADS域转录因子成员不能在转染的成纤维细胞中诱导肌发生，但是当与肌原性碱性-螺旋-环-螺旋（bHLH）蛋白MYOD或肌生成素共表达时，它们会显着增加成肌转化的程度仅肌原性b（HLH）因子。Molkentin等（1995）证明了这种合作性要求MEF2的DNA结合结构域和成肌bHLH因子之间直接相互作用，但是只有一种因子需要反式激活域，而只有一种因子需要与DNA结合。

在哺乳动物发育过程中，电活动可促进已建立适当突触连接的神经元的钙依赖性存活。毛等（1999年）表明钙流入小脑神经元会触发MKK6（601254）-p38 MAP激酶的激活（600289）级联反应，然后p38 MAP激酶磷酸化并激活MEF2。一旦被该钙依赖性p38 MAP激酶信号通路激活，MEF2即可调节对于新分化神经元存活至关重要的基因的表达。这些发现表明，MEF2是钙调节的转录因子，并在神经系统发育过程中定义了MEF2的功能，这与以前在肌肉分化过程中MEF2的特征明确的功能不同。

Wang等（2003年）检测到人增殖平滑肌细胞核中MEF2A蛋白的表达。平滑肌细胞增殖的增加与动脉粥样硬化的加速有关（Lusis，2000）。

Oshel等（2000）发现MEF2和GEF（SLC2A4RG; 609493）在GLUT4（SLC2A4; 138190）启动子中都有各自的结合位点，它们共同调节转基因动物中GLUT4的表达。

通过测定转染的COS-7细胞中的报告基因活性，Knight等人（2003年）发现GEF，MEF2A和MEF2D在激活GLUT4启动子方面分别具有较弱的活性，但是GEF和MEF2A的共转染显示出明显更高的活性。GEF和MEF2D或MEF2C的共转染不会增加GLUT4启动子的功能。免疫共沉淀实验表明，GEF在体外与MEF2A和MEF2D结合，而MEF2D干扰了MEF2A和GEF协同相互作用促进的转录激活。

Flavell等（2006年）表明，当海马神经元形成突触时，MEF2因子以神经元活性和钙调神经磷酸酶依赖性的方式抑制了兴奋性突触的数量。响应于增加的神经元活性，钙流入神经元诱导了钙/钙调蛋白调节的磷酸酶钙调神经磷酸酶的活化，其使磷酸化并活化了MEF2。激活后，MEF2促进了一组限制突触数量的基因的转录，包括arc和synGAP。Flavell等（2006年）得出的结论是，他们的发现定义了一个与活动有关的转录程序，可以在发育过程中控制突触的数量。

Shalizi等（2006）报道了小脑皮层中突触后颗粒神经元树突爪的形态发生中对转录因子MEF2A的需求。MEF2A的转录阻抑物形式在lys403处被磺酰化可促进树突状爪分化。活性依赖性钙信号传导诱导钙调磷酸酶介导的serF408处MEF2A的去磷酸化，从而促进了lys403处的从磺酰化转换为乙酰化，从而抑制了树突状爪的分化。Shalizi等（2006年）得出的结论是，他们的发现定义了一种突触后分化基础的机制，该机制可能调节大脑中依赖于活性的突触的发育和可塑性。

通过将人MEF2A或小鼠Mef2c表达靶向小鼠心肌细胞，Xu等人（2006）证明过度表达这些转录因子会导致心肌病或压力超负荷后易患转基因小鼠的暴发性疾病。在培养的心肌细胞中，MEF2A或Mef2c的过表达诱导了肌节的紊乱和局灶性伸长。MEF2A和Mef2c都在心脏中编程了相似的基因表达谱，其中包括参与细胞外基质重塑，离子处理和代谢的基因。

刘等（2007）显示，Mef2激活了小鼠中编码miR-1-2（610252）和miR-133a1（610254）的双顺反子前体RNA的转录。胚胎发生过程中，依赖于Mef2的增强子在线性心管中被激活，然后控制整个心房和心室的转录。Mef2与MyoD一起还调节了胚胎发生和成年期的节律性肌节蛋白和所有骨骼肌纤维中的miR-1-2 / miR-1333a1基因内增强子。类似的肌肉特异性基因内增强子控制miR-1-1（609326）/ miR-133a2（610255）基因座的转录。

Pfeiffer等（2010年）发现，MEF2消除突触需要下游功能性FMRP（FMR1; 309550）。在野生型鼠神经元中，MEF2的突触后激活导致突触的结构和功能消除，而源自Fmrp基因敲除小鼠的神经元中的MEF2激活对突触的结构或功能没有影响。FMRP的突触后表达恢复依赖MEF2的突触消除。免疫共沉淀研究没有表明这两种蛋白之间有相互作用，Pfeiffer等人（2010）提出FMRP可能调控MEF2转录本的加工，转移或翻译，或者涉及其他基因的转录本。FMRP在脆性X综合征中变异（300624），其特征在于过多的树突棘，可能是由于兴奋性突触消除的缺陷所致。

▼ 基因结构
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铃木等（1996）描述了人MEF2A基因的分离和结构。蛋白质编码区被10个内含子划分。3-prime非翻译区的长度为3.7 kb，包含一个与非洲爪蟾MEF2A的3-prime UTR的一部分高度同源的区域。

▼ 测绘
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霍布森等（1995年）使用包括缺失或衍生染色体细胞系在内的体细胞杂种杂交组DNA对MEF2A基因进行了定位，并通过荧光原位杂交（FISH）将其区域化至15q26，其中YAC含有MEF2A。小鼠Mef2A由Martin等人绘制（1994）到7号染色体。Suzuki等（1996）通过FISH将MEF2A基因定位到15q26。他们分离并通过FISH将部分处理的假基因（MEF2AP）对应到1q24-q25。

▼ 分子遗传学
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在一个有13名患者的常年性冠状动脉疾病常染色体显性遗传模式的大型家庭中（ADCAD1; 608320），Wang等人（2003）在所有受影响的成员中确定了MEF2A基因的外显子11（600660.0001）的21个bp删除。在人，小鼠，猪和Chamek蜘蛛猴中，MEF2A蛋白中缺失的7个氨基酸是保守的。这个7个氨基酸的区段也位于MEF2A和MEF2C共有的保守C端区域，该位置对于这2种蛋白质的核定位很重要。Wang等（2003年）未发现50例散发性CAD和/或MI的患者发生其他MEF2A突变。

Biggio等（2004）指出先天性diaphragm 肌疝病例中涉及15q24-q26区域的染色体异常发生相对频繁（142340），并建议将MEF2A作为可能的候选基因。

Bhagavatula等（2004）确定了MEF2A基因（外显子7的3个突变600660.0002 - 600660.0004 207冠状动脉疾病/心肌梗死（CAD / MI）的患者在4（1.93％））。在191个对照中未检测到突变。突变聚集在MEF2A的主要转录激活域内或附近，并导致转录激活活性功能丧失。功能丧失突变导致的表型不如显性负21 bp缺失严重。

翁等（2005年）分析了300名冠心病患者的MEF2A基因的编码序列和剪接位点，未发现致病突变。但是，他们在1800多个对照中的3个中发现了先前确定的21 bp缺失，并且对3个突变阳性对照的扩展家族进行了基因分型，结果表明该突变与早期CAD没有共分离。翁等（2005年）得出结论，MEF2A突变不是高加索人CAD的常见原因，并反对了MEF2A 21 bp缺失在常染色体显性CAD中的作用。

▼ 动物模型
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Naya等（2002）生成了缺乏Mef2a的小鼠，Mef2a是出生后心肌中表达的主要Mef2基因。大多数缺乏Mef2a的小鼠在生命的第一周内突然死亡，并表现出右心室明显扩张，肌原纤维断裂，线粒体紊乱和胎儿心脏基因程序激活。少数存活到成年的Mef2a无效小鼠也表现出心脏线粒体缺乏和猝死的易感性。依赖于Mef2的转基因的表达在无Mef2a的小鼠心脏中增强，反映了残余Mef2d的转录激活。Naya等（2002年）结论是，Mef2a在产后心脏中保持适当的线粒体含量和细胞结构完整性，而其他Mef2亚型不能支持这些活动。

Pulipparacharuvil等（2008年）发现整个大鼠纹状体中Mef2a和Mef2d的强烈核表达。在大鼠模型中，可卡因的反复暴露部分通过cAMP依赖性钙调神经磷酸酶（PPP3CA; 114105）活性抑制了纹状体Mef2 活性。Mef2活性的降低促进伏伏核中树突棘密度的增加。然而，Mef2控制的树突棘密度的增加与对可卡因的行为敏感性降低相关，这表明增加的脊柱密度与敏化的行为反应之间的相关性可能是功能上不相关的过程。

使用果蝇中的成对遗传和计算屏幕来确定与感染后代谢稳态有关的转录调控因子（2013年）表明，Mef2是脂肪体内合成代谢功能和免疫反应所必需的。Mef2在健康果蝇中在thr20磷酸化，并促进其代谢靶标的表达。感染后Thr20被去磷酸化，并且Mef2与TATA结合蛋白（TBP; 600075）结合，以结合免疫靶标中不同的TATA序列。Mef2敲低导致对各种细菌和真菌感染的敏感性增加，并损害体液免疫反应和Toll受体反应。对Mef2的抑制表明，Mef2是正常脂肪和糖原存储所必需的。克拉克等（2013年）得出结论，Mef2是成年脂肪体内新陈代谢和免疫力之间的关键转录转换。

▼ 等位基因变异体（4个示例）：
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.0001冠状动脉疾病，常染色体显性1
MEF2A，21-BP DEL
在一个大的谱系中，常染色体显性遗传的冠状动脉疾病和急性心肌梗死是分离的（608320）（2003）发现MEF2A基因的外显子11删除7个氨基酸或21个bp，导致从密码子440到446的QPPQPQP删除。在家庭的所有受影响的成员中发现了此突变，但没有未受影响的家庭成员或119位正常血管造影的人口对照。

翁等（2005年）筛选了约1,800名没有CAD的个体的MEF2A基因中21 bp缺失，并鉴定出3个携带者。3个突变阳性对照的19个家庭成员的基因分型显示，该突变与早期CAD没有共隔离：3个有缺失的老年亲戚没有过早的CAD证据，有2个过早CAD的亲属没有突变。翁等（2005）反对MEF2A 21bp删除在常染色体显性CAD的作用。

.0002冠状动脉疾病/心肌梗塞
MEF2A，PRO279LEU
冈萨雷斯等（2006年）分析了西班牙冠心病/心肌梗塞（CAD / MI）患者和对照人群中MEF2A基因第7和11外显子的遗传变异。在两组中均检测到由1250C-T转变引起的罕见多态性，即pro279至leu（P279L）。leu279等位基因携带者患CAD / MI的风险是对照组的3倍。在对照中，仅在50岁以下的人群中发现了等位基因。

Bhagavatula等人在207名冠心病/心肌梗塞（CAD / MI）患者队列中（2004年）确定了一名49岁的男性患者及其患病父亲，他们的P279L替代是杂合的，在血管造影正常的191名对照中没有发现。

.0003冠状动脉疾病/心肌梗塞
MEF2A，ASN263SER
Bhagavatula等人在207名冠心病/心肌梗塞（CAD / MI）患者队列中（2004年）确定了2名孤立的男性患者，他们在MEF2A基因的第7外显子上杂合了A到G的过渡，导致在转录激活结构域附近的asn263到ser（N263S）取代。在191位正常血管造影的对照中未发现该突变。

.0004冠状动脉疾病/心肌梗塞
MEF2A，GLY283ASP
Bhagavatula等人在207名冠心病/心肌梗塞（CAD / MI）患者队列中（2004年）确定了一名50岁的女性患者，该患者在MEF2A基因的G到A过渡杂合，导致转录激活域中的gly283到asp（G283D）取代。在191位正常血管造影的对照中未发现该突变。