集落刺激因子 3 受体，粒细胞

CSF3R 基因编码粒细胞集落刺激因子（CSF3; 138970 ）受体，这是一种 20 到 25kD 的糖蛋白，由内毒素刺激的巨噬细胞产生，在炎症过程中的粒细胞生成中起重要作用（Fukunaga 等人总结., 1990 年）。

▼ 克隆与表达

福永等人（1990）克隆并鉴定了人 CSF3 受体的 cDNA。他们发现它在人类胎盘中大量表达。该受体含有 813 个氨基酸，与鼠类对应物具有显着的同源性（62.5%）。发现它由细胞外、跨膜和细胞质结构域组成。鉴定了另外两类人类 CSF3 受体，其中一类缺失了跨膜结构域，似乎代表了一种分泌的可溶性受体。第三类在细胞质结构域中包含 27 个氨基酸插入，并在胎盘中高度表达。与放射性标记的 CSF3 的结合研究表明，CSF3 受体不仅由祖细胞和成熟的中性粒细胞表达，而且由非造血细胞如胎盘细胞、内皮细胞和各种癌细胞系表达。

濑户等人（1992）发现 CSF3R 被细分为几个区域：一个 Ig 样结构域、一个细胞因子受体同源结构域、3 个纤连蛋白 III 型结构域、一个跨膜结构域和一个细胞质区域。在上限位点上游未发现规范的“TATA”框。在转录起始位点上游约 110 bp 处，发现了一个 18 bp 的元件，该元件与人髓过氧化物酶（ 606989 ）和中性粒细胞弹性蛋白酶（ 130120 ）基因的启动子中的序列同源。

▼ 基因功能

董等人（2001）报道说，CSF3R 的 C 末端是 SHP1（ 176883 ）下调 CSF3 诱导的 STAT 激活所必需的。作者提出，这种机制会抑制细胞增殖和存活以响应 CSF3。

▼ 基因结构

濑户等人（1992）确定 CSF3R 基因包含 17 个外显子。

▼ 测绘

通过使用人 CSF3R cDNA 作为探针的原位杂交，Inazawa等人（1991）将基因定位到 1p35-p34.3。1 号染色体上的定位通过 2 种进一步的方法得到证实：使用对人 CSF3R 特异的寡核苷酸对来自小鼠 A9 细胞的 DNA 进行 PCR 扩增，该细胞含有 1 号染色体作为唯一的人类染色体；和分选的人类染色体的斑点杂交。

特沃迪等人（1992 年）通过对啮齿动物-人类杂交 DNA 面板中的分离模式进行 Southern 印迹分析，将该基因分配给人类 1 号染色体的远端短臂。通过染色体原位杂交，他们将定位精炼到 1p34-p32 并得出结论，该基因位于 CSF1（ 120420 ）、JUN（ 165160 ）和 TCL5（ 187040 ）基因的端粒。

▼ 分子遗传学

遗传性中性粒细胞增多症

在分离常染色体显性中性粒细胞的 3 代家族中（ 162830 ），Plo 等人（2009）对 CSF3R 基因进行了测序，并在所有 12 个受影响的个体中发现了一个杂合突变（T617N; 138971.0001 ），而在 4 个未受影响的家庭成员中未发现该突变。Forbes 等人此前曾报道，T617N 突变是 555 名急性髓细胞白血病患者中的 2 名获得性激活突变（2002 年）。在这 2 例中，突变是获得性的，因为它在完全缓解后消失并且在复发时未检测到。

重度先天性中性粒细胞减少症 7，常染色体隐性遗传

在来自 2 个具有常染色体隐性遗传重度先天性中性粒细胞减少症 7（SCN7; 617014 ）的无关家庭的受影响儿童中，Triot 等人（2014）确定了 CSF3R 基因中的双等位基因突变（ 138971.0002 - 138971.0004 ）。第一个家族的突变是纯合错义突变（R308C；138971.0002），这是通过纯合性作图和全外显子组测序相结合发现的，并通过 Sanger 测序证实。该突变与家庭中的疾病分离。骨髓细胞中的转染研究表明，R308C 突变蛋白保留在内质网中，而不在质膜上表达。与野生型相比，表达突变受体的细胞减少了下游信号传导，但信号转导并未完全消除。第二个家族的患者是 2 个截短突变（ 138971.0003 - 138971.0004 ）的复合杂合子，与功能丧失一致。

在患有 SCN7 的女婴中，Klimiankou 等人（2015）确定了 CSF3R 基因中的复合杂合截断突变（ 138971.0005 - 138971.0006 ）。通过对 CSF3R 基因的直接测序发现的突变与家族中的疾病分离。在患者中性粒细胞或单核细胞上未检测到 CSF3R 的表达。

体细胞突变

董等人（1994）发现 GCSFR 基因中的体细胞点突变是导致严重先天性中性粒细胞减少症患者急性髓性白血病（AML）的原因（ 202700 ）。董等人（1995）描述了在严重先天性中性粒细胞减少症之前患有急性髓性白血病的 2 名男性中 GCSFR 基因的体细胞突变。在 1 名患者中，在进展为急性髓性白血病之前的中性粒细胞减少阶段也发现了突变。将编码突变 GCSF 受体的 cDNA 转染到小鼠细胞中会导致异常高的增殖反应，但在 GCSF 中培养时未能成熟。突变受体还干扰由野生型 GCSF 受体和共表达野生型和突变受体的鼠细胞介导的终末成熟，这是一种明显的显性负效应。

Tidow 等人（1997）研究了在接受重组人粒细胞集落刺激因子（非格司亭）治疗的先天性中性粒细胞减少症患者中这些特定突变的频率。在来自 28 名严重先天性中性粒细胞减少症患者的中性粒细胞和单核细胞的基因组 DNA 和 cDNA 中，研究了 GCSFR 基因胞内结构域的关键区域（核苷酸 2384-2429）。在 4 名患者中，在 GCSFR 基因的测试细胞质区域中发现了点突变。点突变用终止密码子代替了谷氨酰胺密码子。在这 4 名 GCSFR 基因突变的先天性中性粒细胞减少症患者中，2 人发展为 AML。对所有 4 名患者进行了定期调查，发现 GCSFR 突变的发生与非格司亭的时间或剂量之间没有相关性。在其他 24 名先天性中性粒细胞减少症患者的细胞中未检测到 GCSFR 关键域中的点突变。此外，Tidow 等人（1997）对 2 名 AML 患者的 6 名家庭成员进行了检测，包括父母、1 名姐妹和 1 名兄弟，他们也患有先天性中性粒细胞减少症。所有家庭成员都有正常的 GCSFR 基因。在获得 GCSFR 突变后，先天性中性粒细胞减少症患者继续对 G-CSFR 治疗有反应，外周血中绝对中性粒细胞增加。Tidow 等人（1997）得出结论，G-CSF 受体细胞内部分关键区域的点突变是自发发生的，不是遗传的。此外，他们认为，所描述的点突变不会改变对治疗的反应，也不是严重先天性中性粒细胞减少症的原因。

戴尔等人（2000）引用的患病率数据表明，少数先天性中性粒细胞减少症患者在 GCSFR 中表现出突变。另一方面，在这些患者中的大多数中发现了中性粒细胞弹性蛋白酶基因（ELA2； 130130 ）的突变。戴尔等人（2000）表明，ELA2 基因的突变更有可能损害骨髓分化并产生急性髓细胞白血病的发展风险。

麦克森等人（2013 年）在 27 名慢性中性粒细胞白血病（CNL）或非典型（BCR-ABL1 阴性；见608232）慢性粒细胞白血病（CML）患者中的 16 名（59%）中发现了 CSF3R 基因的激活突变。这些突变在 CSF3R 的 2 个不同区域内分离，并通过 SRC 家族（见190090）-TNK2（606994 ）或 JAK 激酶导致优先的下游激酶信号传导和对激酶抑制剂的不同敏感性。一名携带 JAK 激活 CSF3R 突变的 CNL 患者在给予 JAK1/2（见147795）抑制剂鲁索替尼后临床改善显着。

克里米安库等人（2016）指出，超过 80% 的患有严重先天性中性粒细胞减少症的患者，无论其遗传起源如何，在发展为 AML 或骨髓增生异常综合征的患者中，CSF3R 基因的细胞内部分存在体细胞突变，导致下游信号通路发生变化。这些体细胞突变的获得是一种 SCN 特异性现象，并且与导致 SCN 或周期性中性粒细胞减少症（ 162800 ）的遗传突变有关，例如 ELANE（ 130130 ）或 HAX1（ 605998 ）中的那些）基因。大多数细胞质 CSF3R 突变发生在 Y727 和 Y752 之间（NP_000751.3，编号包括信号肽序列）。此外，CSF3R 突变克隆具有高度动态性，在连续使用 G-CSF 治疗期间可能会消失和重新出现，并且从检测到体细胞 CSF3R 突变和白血病发作之间的时间可以从数月到数年不等。

▼ 动物模型

尽管已证实 CSF3R 发生突变，但它们在 SCN 发病机制和随后急性髓细胞白血病发展中的作用仍存在争议。麦克勒莫等人（1998）产生了携带 Csf3r 基因靶向突变的小鼠，该突变复制了Dong 等人报道的 SCN 和 AML 患者中发现的突变（1995）. 他们发现突变的 Csf3r 等位基因以骨髓特异性方式表达，其水平与野生型等位基因相当。这种突变的杂合子或纯合子小鼠的循环中性粒细胞水平正常，没有证据表明骨髓成熟受阻，表明静息粒细胞生成是正常的。然而，作为对 GCSF 治疗的反应，这些小鼠表现出循环中性粒细胞水平显着增加。这种效应似乎是由于嗜中性粒细胞的产生增加。此外，突变中性粒细胞的体外存活和 GCSF 依赖性凋亡抑制是正常的。尽管有证据表明对 GCSF 有过度增殖反应，但没有检测到 AML 病例。麦克勒莫等人（1998）将结果解释为提供了强有力的证据，即 CSF3R 基因的突变不是 SCN 患者中存在的粒细胞生成受损的原因。

施韦泽霍夫等人（2009）提供了 GCSF 和 GMCSF（CSF2; 138960 ）介导骨癌疼痛和肿瘤-神经相互作用的证据。与对照组相比，在骨肿瘤诱导疼痛的小鼠肉瘤模型中，在骨髓裂解物和相邻结缔组织中检测到两种因子的水平升高。功能性受体 GCSFR 和 GCSFR（CSF2RA; 306250 ）在骨基质和背根神经节中的外周神经上表达。GMCSF 使神经对体外和体内的机械刺激敏感，增强 CGRP（ 114130）释放，并导致皮肤感觉神经末梢发芽。小鼠肉瘤模型中 GCSF 和 GMCSF 信号的 RNA 干扰导致肿瘤生长和神经重塑减少，并消除了骨癌疼痛。

▼ 等位基因变体（ 6个精选示例）：

.0001 嗜中性粒细胞，遗传（1 个家族）
CSF3R、THR617ASN
Plo 等人在 3 代家族的 12 名受影响成员中分离出常染色体显性遗传性中性粒细胞增多症（ 162830 ）（2009）确定了 CSF3R 基因中 2088C-A 颠换的杂合性，导致位于受体跨膜结构域的 thr617 到 asn（T617N）取代。Plo 等人的计算分析（2009）表明 T617N 强烈有利于受体跨膜结构域的二聚化，并且对来自患者和对照的 CD34+ 细胞的研究表明，突变受体的组成型激活对 GCSF 过敏。突变造血干细胞在异种移植和同基因小鼠骨髓移植试验中产生了骨髓增殖样疾病。Forbes 等人此前曾报道，T617N 突变是 555 名急性髓细胞白血病患者中的 2 名获得性激活突变（2002 年）。

.0002 中性粒细胞减少症，严重先天性，7，常染色体隐性遗传
CSF3R、ARG308CYS
在土耳其近亲出生的 2 个同胞中，患有常染色体隐性遗传重度先天性中性粒细胞减少症 7（SCN7; 617014 ），Triot 等人（2014）鉴定了 CSF3R 基因中的纯合 c.922C-T 转换（c.922C-T，NM_000760.3），导致在 WSXWS 基序旁边的高度保守残基处发生 arg308-to-cys（R308C）取代。该突变是通过纯合子图谱和全外显子组测序相结合发现的，经桑格测序证实，并与家族中的疾病分离。将突变转染到 HeLa 细胞中表明，与野生型相比，突变蛋白的分子量降低，这是由于不同的 N-糖基化模式所致。骨髓细胞中的其他表达研究表明，突变蛋白保留在内质网中而不在质膜上表达。与野生型相比，表达突变受体的细胞下游信号传导减少，但信号转导并未完全废除。其中一个同胞也有右位心和原发性纤毛运动障碍的症状，在 SPAG1 基因中也有纯合截短突变。603395），导致 CILD28（615505）。

.0003 中性粒细胞减少症，严重先天性，7，常染色体隐性遗传
CSF3R，16-BP DEL，NT948
我是一个 9 个月大的女孩，由无关的西班牙父母所生，患有常染色体隐性遗传重度先天性中性粒细胞减少症 7（SCN7; 617014 ），Triot 等人（2014）确定了 CSF3R 基因中的复合杂合截断突变：外显子 8 中的 16 bp 缺失（c.948_963del，NM_000760.3）导致移码和过早终止（Gly316fsTer322）和 1 bp 缺失（c .1245del; 138971.0004）在外显子 10 中，导致移码和过早终止（Gly415fsTer432）。突变与家族中的疾病分离。与对照组相比，患者外周血细胞的 CSF3R 表面表达显着降低，这与功能丧失一致。

.0004 中性粒细胞减少症，严重先天性，7，常染色体隐性遗传
CSF3R，1-BP DEL，NT1245
讨论 CSF3R 基因外显子 10 中的 1 bp 缺失（c.1245del，NM_000760.3），导致移码和过早终止（Gly415fsTer432），这在常染色体隐性遗传重度先天性中性粒细胞减少症 7 患者中发现（SCN7；617014）由Triot 等人撰写（2014），见138971.0003。

.0005 中性粒细胞减少症，严重先天性，7，常染色体隐性遗传
CSF3R、IVS8AS、AT、-2
在一名患有常染色体隐性遗传重度先天性中性粒细胞减少症 7（SCN7; 617014 ）的女婴中，Klimiankou 等人（2015）确定了 CSF3R 基因中的复合杂合截断突变：内含子 8（c.998-2A-T）中的 A 到 T 颠换，导致外显子 9 的跳跃和阅读框的偏移，以及导致 trp547-to-ter（W547X; 138971.0006 ）替换的突变。通过对 CSF3R 基因的直接测序发现的突变与家族中的疾病分离。在患者中性粒细胞或单核细胞上未检测到 CSF3R 的表达。患者对 G-CSF 治疗没有反应，但对 GM-CSF 治疗有反应。

.0006 中性粒细胞减少症，严重先天性，7，常染色体隐性遗传
CSF3R、TRP547TER
讨论 CSF3R 基因中的 trp547-to-ter（W547X; 138971.0006 ）替换，该替换在常染色体隐性遗传重度先天性中性粒细胞减少症 7（SCN7; 617014 ）患者的复合杂合状态下发现，Klimiankou 等人（2015），见138971.0005。