生长抑制特异性 1

生长停滞特异性基因是从静止的、血清饥饿的 NIH 3T3 小鼠成纤维细胞特有的 mRNA 中克隆出来的（Schneider 等，1988）。

使用小鼠序列作为探针，Del Sal 等人（1994）从肝脏 cDNA 文库中克隆 GAS1，他们通过人胚胎成纤维细胞 mRNA 的 5-prime RACE 获得全长 cDNA。推断的 345 个氨基酸的蛋白质包含 2 个假定的跨膜结构域、一个 RGD 共有识别序列和 1 个潜在的 N-糖基化位点。人和小鼠蛋白质具有 82% 的序列同一性。体外翻译产生的蛋白质表观分子量约为 45 kD。

斯特贝尔等人（2000）证明 GAS1 蛋白在内质网内经历共翻译修饰。修饰包括信号肽切割、N-连接糖基化和糖基磷脂酰肌醇锚定添加。静息小鼠成纤维细胞的免疫电镜发现 Gas1 随机分布在质膜的外叶上。在抗体诱导的聚集后，Gas1 重新定位到小窝。

▼ 基因功能

德尔萨尔等人（1994）证明人 GAS1 基因的过表达能够阻止肺癌和膀胱癌细胞系中的细胞增殖，但不能阻止骨肉瘤细胞系或腺病毒 5 型转化细胞系中的细胞增殖。德尔萨尔等人（1992）之前已经表明，猿病毒 40 转化的 NIH 3T3 细胞也对鼠 GAS1 过表达不敏感，这表明视网膜母细胞瘤和/或 p53 基因产物在介导 GAS1 的生长抑制作用中具有积极作用。

Martinelli 和 Fan（2007）发现 Gas1 在小鼠和鸡的发育过程中正向调节 Hedgehog（参见 SHH；600725）信号传导，这种效应在 Hedgehog 在低浓度下发挥作用的区域尤为明显。使用体外细胞培养和卵内电穿孔测定，他们证明 Gas1 与 Patched-1（PTCH1; 601309）协同作用，以细胞自主方式结合刺猬蛋白并增强信号传导活性。

艾伦等人（2007）报告的发现与Martinelli 和 Fan（2007）的发现相似。他们表明，Gas1 和 Cdo（CDON; 608707 ）在小鼠的神经管模式形成以及颅面和脊椎发育过程中协同促进 Shh 信号传导。

Gobeil 等人使用弱转移性 B16-F0 小鼠黑色素瘤细胞的 3 维培养物和全基因组 RNA 干扰筛选（2008）将Gas1鉴定为候选转移抑制因子。Gas1 在 B16-F10 细胞（B16-F0 细胞的高度转移性对应物）中下调，并且其在 B16-F0 细胞中的敲低增加了转移潜力而不影响原代细胞生长。B16-F0 细胞中的 Gas1 表达通过促进次级部位的细胞凋亡来抑制尾静脉注射后肺中细胞的转移。蛋白质印迹分析显示 GAS1 的表达在源自原发性人黑色素瘤的 UACC-257 细胞系中高，但在源自淋巴结、肺和皮肤转移的黑色素瘤细胞系中显着降低。UACC-257 细胞中 GAS1 的敲低增加了它们在 3 维培养物中形成菌落的能力。戈贝尔等人（2008）得出结论，GAS1 是转移抑制因子。

▼ 测绘

韦伯等人（1992）通过原位杂交将 Gas1 基因定位到小鼠 13 号染色体。科伦坡等人（1992）显示 Gas1 与小鼠 13 号染色体上的标记有关联，该区域包含 8 个在人类 5q 中保守的基因座，主要是 5q11-q14。例如，Gas1 接近于 IL9 基因（ 146931 ）。在此基础上，Webb 等人（1992）预测人类的 GAS1 基因位于 5q。然而，事实证明这个预测并不真实。Evdokiou 等人（1993）通过氚标记的原位杂交将人GAS1基因定位到9q21.3-q22。来自人类-啮齿动物体细胞杂交体的 DNA 被用来验证 GAS1 在人类第 9 号染色体上的位置。他们说，GAS1 是第一个被定位到人类第 9 号染色体和小鼠第 13 号染色体上的基因。髓系恶性肿瘤中的缺失以及 GAS1 抑制 DNA 合成的证据表明它是一种肿瘤抑制基因。通过原位杂交，Del Sal 等人（1994）将 GAS1 基因对应到 9q21.3-q22.1 的一个区域，该区域被认为是一个脆弱的位点。引用了表明该区域参与膀胱癌的观察结果。

▼ 分子遗传学

结合对细胞表面结合、体外活性和小鼠肢芽外植体的研究，Martinelli 和 Fan（2009）证明小鼠 Shh 残基 tyr81、glu90、asn116 和 asp132 形成了连续的 Gas1-Shh 界面的一部分，并且 Gas1 正调节 Shh 信号。构建的 Shh N116K 突变体对应于 holoprosencephaly-3（HPE3; 142945 ）相关的 SHH 突变 N115K（ 600725.0020 ），导致与 Gas1 的结合显着降低，从而导致 Shh 信号传导减少。这些发现表明，由于 N115K 突变导致的 HPE 是由于突变 SHH 无法正常结合 GAS1，从而中断 GAS1 的积极作用。马蒂内利和范（2009）表明 GAS1 基因的突变可能作为 HPE 的修饰剂。

在 4 名具有 HPE 或 HPE 样表型的巴西患者中，Ribeiro 等人（2010）在 GAS1 基因中鉴定了 4 种不同的杂合非同义变体，这些变体被预测为可能致病。两名患者仅携带杂合 GAS1 变体（T200R，139185.0001和 G259E，139185.0002，分别），而其他 2 名患者也携带 SHH 基因中的杂合错义突变。T200R 变异患者的父母无法进行研究；G259E 变异患者的父母未对 GAS1 基因进行分子分析。作者认为 GAS1 基因中的变异可能赋予 HPE 发展的易感性，或者可能与其他基因的突变一起作为 HPE 的修饰剂。

Pineda-Alvarez 等人（2012 年）在 394 名患者中的 5 名中发现了 GAS1 基因中的 5 种不同杂合变异，这些患者的临床表现在前脑全脑表型谱内。然而，其中 2 个变异（L6V 和 G320C）被预测为良性，5 个变异中有 4 个遗传自未受影响的父母，1 名患者在 SHH 基因中有额外的致病突变。其中 4 个变体以及Ribeiro 等人报道的 2 个变体的体外功能表达研究（2010）表明，1（T200R, 139185.0001 ）与 SHH 的结合减少了 95%，4 个变体的 SHH 结合减少了 5% 到 25%，这与亚型等位基因一致。Pineda-Alvarez 等人（2012）得出结论，GAS1 基因的变异可以作为其他 Hedgehog 相关基因产物的修饰物。作者推测，亚型 GAS1 等位基因可能导致其他 HPE 相关基因发生突变的患者的表型变异，这与 HPE 发病机制的多重打击假设一致。

▼ 动物模型

塞帕拉等人（2007）产生 Gas1 -/- 小鼠并观察到缩微前脑畸形（见236100），包括面中部发育不全、上颌前切牙融合和腭裂，以及严重的耳部缺陷；然而，前脑仍然完好无损。这些缺陷与远离转录源的细胞中 Shh 信号的丢失有关，而 Gas1 -/- 背景上单个 Shh 等位基因的丢失显着加剧了中线颅面表型。塞帕拉等人（2007）得出结论，GAS1 和 SHH 相互作用，并且 GAS1 是人类颅面畸形的潜在位点。

▼ 等位基因变体（ 2 示例）：

.0001 意义未知的变体
GAS1，THR200ARG
该变体被归类为意义未知的变体，因为它对前脑全畸形表型的贡献尚未得到证实。

在患有半叶前脑畸形的巴西女孩中（见236100），Ribeiro 等人（2010）在 GAS1 基因中发现了一个杂合的 599C-G 颠换，导致 thr200 到 arg（T200R）取代。患者有严重的神经发育迟缓、扁平脸、上睑裂、突出的眼睛、上颌发育不全、鼻梁低、鼻宽、鼻小柱缺失、前颌骨发育不全和唇/腭裂。自出生以来，她还患有全身性癫痫发作和体温异常调节。父母无法上学。在 dbSNP 数据库中未发现该变体，并且该患者未携带其他已知 HPE 相关基因（SHH、GLI2、PTCH、SIX3 和 TGIF）的突变。预测该变体可能具有致病性。

Pineda-Alvarez 等人在 COS 细胞中的体外功能表达测定（2012）表明，尽管蛋白表达正常，但与野生型相比，T200R 变体 GAS1 蛋白的 SHH（ 600725 ）结合亲和力损失了 95%。研究结果与功能丧失一致。取代位于第二个富含半胱氨酸的结构域，这对受体结合功能很重要。

Hamosh（2017 年）指出，在 gnomAD 数据库（2017 年 5 月 22 日）中，在 1 名德系犹太人和 1 名芬兰患者中发现了 T200R 变体。

.0002 意义不明的变体
GAS1、GLY259GLU
该变体被归类为意义未知的变体，因为它对前脑全畸形表型的贡献尚未得到证实。

Ribeiro 等人在一名患有轻度前脑全畸形的巴西女孩中（见236100）（2010）鉴定了 GAS1 基因中的杂合 775G-A 转换，导致 gly259 到 glu（G259E）取代。患者面部扁平，鼻梁扁平，眼睛突出且大，上颌发育不全，鼻中隔发育不全伴鼻下陷，小柱缺失，前颌骨发育不全，唇裂/腭裂，精神运动发育正常。在 dbSNP 数据库中未发现该变体，并且该患者未携带其他已知 HPE 相关基因（SHH、GLI2、PTCH、SIX3 和 TGIF）的突变。未在患者父母中分析 GAS1 基因。预测该变体可能具有致病性。

Pineda-Alvarez 等人在 COS 细胞中的体外功能表达测定（2012）表明，与野生型相比，G259E 变体 GAS1 蛋白的 SHH（ 600725 ）结合亲和力损失了 10%，表明存在亚型等位基因。Pineda-Alvarez 等人（2012）指出 775G-A 转换对应于 gly259 到 arg（G259R）取代。