成纤维细胞生长因子受体 4

帕塔宁等人（1991）报道了在 K562 红白血病细胞中表达的成纤维细胞生长因子受体（FGFR）基因家族的一个新成员的 cDNA 克隆和分析。其推导的氨基酸序列与先前表征的 FGFR、FLG（FGFR1; 136350 ）和 BEK（ 176943 ）具有 55% 的相同性，并具有 FGFR 家族成员的结构特征，在其细胞外部分包括 3 个免疫球蛋白样结构域。发现 FGFR4 的表达模式与 FLG 和 BEK 的表达模式不同，也与他们（ Keegan 等人，1991 ）也从 K562 红白血病细胞中克隆的 FGFR3（ 134934 ）的表达模式不同。

为了进一步阐明蛋白酪氨酸激酶的生理相关性并寻找基因家族的其他成员作为致癌因素的可能因素，Holtrich 等人（1991）使用 PTK 特异性引物通过聚合酶链式反应（PCR）从肺组织中扩增 mRNA，然后对克隆进行测序。他们发现了一种新的蛋白酪氨酸激酶，他们称之为 TKF（与成纤维细胞生长因子受体相关的酪氨酸激酶）。在测试的多种细胞和组织中，包括人类淋巴细胞和巨噬细胞，发现 TKF 仅在肺和一些肺源性肿瘤以及非肺组织来源的恶性肿瘤中表达。序列比较表明 TKF 与 FGFR4 相同（Scott，1999）。

▼ 基因结构

瓦尼卡等人（1992）描述了 FGFR 家族中 FGFR4 特有的结构和功能特性。Kostrzewa 和 Muller（1998）发现 FGFR4 基因跨度约为 11.3 kb，由 18 个外显子组成，大小范围从 17 到 600 bp。外显子 1 是非翻译的，前面是无 TATA 启动子的结构元件特征。在 FGFR4 的内含子 2 和 16 中鉴定出短串联重复多态性。

▼ 测绘

通过分析体细胞杂交体和原位杂交，Armstrong 等人（1992）将 FGFR4 基因定位到 5q33-qter，这是一个与白血病和淋巴瘤有关的区域。在远端 5q 上 18 个基因的辐射杂交作图中，Warrington 等人（1992）发现 FGFR4 基因很有可能位于 DRD1 的远端。假设 DRD1 的映射是正确的，FGFR4 将位于片段 5q35.1-qter。使用种间回交映射面板，Avraham 等人（1994）将 Fgfr4 基因定位到小鼠 13 号染色体上，该区域与远端人类 5q 同源同源。

▼ 基因功能

荣格等人（1999）研究了成纤维细胞生长因子从内胚层开始哺乳动物肝脏发育。肝源性反应仅限于内胚层组织，它选择性地共表达 FGFR1 和 FGFR4。

Cinque 等人（2015）研究了自噬在骨生长过程中的作用，自噬由生长板中的软骨细胞增殖率、肥大分化和细胞外基质（ECM）沉积介导。他们表明，自噬在出生后发育过程中在生长板软骨细胞中被诱导，并调节 II 型胶原蛋白（Col2）的分泌，这是软骨 ECM 的主要成分。软骨细胞中缺乏自噬相关基因 7（ATG7; 608760 ）的小鼠经历 II 型前胶原的内质网储存（见120140）和 ECM 中 Col2 原纤维网络的缺陷形成。令人惊讶的是，软骨细胞自噬的产后诱导是由生长因子 FGF18 介导的（ 603726）通过 FGFR4 和 JNK（ 601158 ）依赖性激活自噬起始复合物 VPS34（ 602609 ）-beclin-1（ 604378 ）。自噬在 Fgf18 -/- 胚胎的生长板中被完全抑制，而 Fgf18 +/- 杂合子和 Fgfr4 -/- 小鼠在出生后发育过程中未能诱导自噬，并显示生长板中的 Col2 水平降低。引人注目的是，Fgf18 +/- 和 Fgfr4 -/- 表型可以通过自噬的药理学激活在体内挽救，这表明自噬是骨中 FGF 信号传导的新效应物。Cinque 等人的数据（2015）证明自噬是骨骼生长所必需的发育调节过程，并确定 FGF 信号传导是软骨细胞自噬的关键调节因子。

▼ 分子遗传学

在来自乳腺癌细胞系的 FGFR4 基因转录本中，Bange 等人（2002）发现了一个 G 到 A 的转变，导致受体跨膜结构域的 388 位上的甘氨酸被精氨酸取代。arg388 等位基因也存在于源自各种其他肿瘤类型的细胞系以及癌症患者和健康个体的生殖系中。对 3 个地理上分离的群体的分析表明，它发生在大约 50% 的人类中。对 84 名乳腺癌患者临床数据的调查显示，arg388 等位基因的纯合子或杂合子携带者在中位随访 62 个月内的无病生存时间显着缩短（P = 0.01）。此外，FGFR4 arg388 等位基因与 82 名结肠癌患者的早期转移和晚期肿瘤淋巴结转移阶段相关。与这一发现一致，相对于表达FGFR4 gly388同种型的细胞，表达FGFR4 arg388的乳腺肿瘤细胞系表现出增加的运动性。结果支持了这样的结论，即 FGFR4 arg388 等位基因代表了一个决定因素，它在健康个体中是无害的，但使癌症患者易于显着加速疾病进展。

泰勒等人（2009）指出，FGFR4 在正常发育期间的成肌细胞、损伤后的再生肌肉和横纹肌肉瘤中表达，但在正常成熟骨骼肌中不表达。他们发现 FGFR4 在具有高转移潜能的横纹肌肉瘤肿瘤中显着过表达，而较高的 FGFR4 表达与较低的存活率相关。泰勒等人（2009）在 94 个（7.5%）原发性横纹肌肉瘤中的 7 个中发现了 FGFR4 酪氨酸激酶结构域的 6 个错义突变，并且在正常对照中没有发现这些替代。与可用的基因组数据的比较表明突变是体细胞的。其中四个突变影响残基 asn535 和 val550，并且预计会激活突变，在 asn535 取代的情况下会改变磷酸化过程中的构象动力学，在 val550 取代的情况下会改变 ATP 结合。Taylor 等人使用人和小鼠横纹肌肉瘤细胞系（2009）发现其中 2 个突变，asn535 到 lys（N535K）和 val550 到 glu（V550E），增加了自磷酸化，Stat3（ 102582）注射到裸鼠体内时的信号传导、细胞生长、肿瘤增殖和转移潜能。这些突变体还转化了小鼠 NIH3T3 细胞并导致增强的转移表型。

▼ 动物模型

科根等人（2018）产生了人 FGFR4 SNP rs351855的次要 A 等位基因纯合的转基因敲入小鼠. Knockin 小鼠的 Cd8 阳性 T 细胞数量显着减少，而调节性 T 细胞（Tregs）的 Stat3 相关增殖和抑制功能增强，导致 Cd8/Treg 比率系统性降低。作者证明，由次要 A 等位基因引起的 Cd8/Treg 比率降低和 Stat3 增强功能增益不是由于 FGFR4 变体蛋白的活性改变，而是由于变体的多效性功能，如 G 等位基因破坏 FGFR4 中近膜的 STAT3 对接位点。Fgfr4 敲除小鼠中 Stat3 膜募集的中断消除了免疫表型的 SNP 特异性增益，支持在敲除小鼠中观察到的结果。Kogan 等人使用基因敲入转基因小鼠模型研究乳腺癌和肺癌（2018）发现在表达次要 A 等位基因的小鼠中肿瘤负荷和进展显着升高，表明 STAT3 增强 FGFR4 变体介导肿瘤外源性免疫逃避多效性表型。

▼ 等位基因变体（ 1 示例）：

.0001 癌症进展和肿瘤细胞运动
FGFR4，GLY388ARG（rs351855）
班格等人（2002）发现 FGFR4 中的 gly388 到 arg 取代与癌症进展和肿瘤细胞运动之间的关系。arg388 等位基因与乳腺癌和结肠癌的转移和预后不良有关。在 123 名受试者的对照组中，gly/gly、gly/arg 和 arg/arg 基因型的频率分别为 45%、49% 和 6%。

乌拉加纳坦等人（2015）指出，与癌症进展和预后不良相关的 FGFR4 SNP rs351855（c.1162G-A, G388R）在 1000 Genomes Project 数据库中以 0.30 的次要等位基因频率被发现，并且在大约 50%癌症患者（Bange 等人，2002 年）。乌拉加纳坦等人（2015）表明，将保守的甘氨酸 388 残基替换为带电荷的精氨酸残基会改变跨膜片段并暴露近膜细胞质 STAT3（ 102582 ）-结合位点 Y（390）-（P）XXQ（393） . 乌拉加纳坦等人（2015）证明了 I 型膜受体种系中的这种膜近端 STAT3 结合基序通过将 STAT3 蛋白募集到内细胞膜来增强 STAT3 酪氨酸磷酸化。值得注意的是，这些种系变异经常与癌症体细胞突变目录（COSMIC）数据库中的体细胞突变共定位。使用 Fgfr4 G385R（人类 G388R 的小鼠同源物）敲入小鼠和用于乳腺癌和肺癌的转基因小鼠模型，作者在体内验证了 FGFR4 G388R 变体诱导的增强的 STAT3 信号传导。乌拉加纳坦等人（2015）得出结论，他们的发现阐明了rs351855遗传关联背后的分子机制与加速癌症进展并表明将STAT3募集到内细胞膜的细胞表面分子的种系变体赋予癌症预后和疾病进展的显着风险。