造血蛋白 HEM-1

NCKAP1L 基因编码 HEM1，这是一种支持 WAVE 调节复合物（WRC）的膜相关支架的蛋白质亚基。该复合物控制 ARP2/3（ 604221 ）介导的丝状 F-肌节蛋白成核和聚合的动力学。NCKAP1L 蛋白也可能在其他信号通路中发挥作用，包括 mTORC2（ 601231 ）（Cook 等人总结，2020）。

▼ 克隆与表达

Hromas 等人（1991）获得了长度为 3.8 kb 的 cDNA，其中包含一个长的开放解读码组，并显示出与造血细胞转录本的完全杂交。他们称之为 HEM1 的蛋白质包含 8 个潜在的膜结构域和 2 个可能的 cAMP/cGMP 磷酸化位点。

▼ 测绘

通过与流分选染色体杂交，Hromas 等人（1991）将 HEM1 基因定位到 12 号染色体。使用原位杂交，他们将其定位到染色体 12q13.1，这是造血肿瘤中偶尔易位的区域和罕见的叶酸脆弱位点的位点。

▼ 分子遗传学

Cook 等人在来自 4 个不相关家庭的 5 名患者中，患有免疫缺陷 72 并伴有自身炎症（IMD72; 618982 ）（2020）鉴定了 NCKAP1L 基因中的纯合或复合杂合错义突变（ 141180.0001 - 141180.0004 ）。通过外显子组测序发现的突变与家族中的疾病分离。体外功能表达研究表明，突变要么使 WAVE 肌节蛋白调节复合物（WRC）不稳定，要么破坏与 ARF1（ 103180 ）调节剂的结合，与功能丧失一致。对患者 T 细胞和 NCKAP1L-null HEK293 细胞的详细研究显示出复杂的效果。穿孔素分泌过多（170280）、颗粒酶（见140050 ）和响应 IL2（ 147680 ）的颗粒含量，表明限制功能丧失。这些和其他异常与皮质 F-肌节蛋白聚合的缺陷有关。患者细胞表现出异常的膜尖峰和斑点、细胞扩散缺陷、异常片状伪足形成、膜皱褶缺陷、片状伪足延伸缺失和迁移速度降低。在中性粒细胞和 NK 细胞中观察到类似的迁移缺陷。F-肌节蛋白异常也对应于免疫突触形成的缺陷。此外，NCKAP1L 缺陷型 T 细胞表现出 TCR 诱导的 AKT（164730）磷酸化缺陷，AKT（ 164730 ）是 mTORC2（ 601231 ）的一部分。）信号复合物参与 T 细胞增殖、分化和存活。研究结果表明，NCKAP1L 基因中的功能丧失突变破坏了 WRC 介导的肌节蛋白聚合并消除了 mTORC2 对 AKT 的激活。库克等人（2020）得出的结论是，这些异常会影响多个造血谱系中的肌节蛋白聚合和其他信号传导，导致免疫系统失调、免疫缺陷以及自身免疫、细胞因子过度产生和淋巴组织增生性疾病。

在 2 个姐妹中，由近亲出生，IMD72，Salzer 等人（2020）在 NCKAP1L 基因（R129W; 141180.0005 ）中发现了一个纯合错义突变。通过外显子组测序发现的突变与家族中的疾病分离。与对照组相比，患者外周血白细胞显示 NCKAP1L 蛋白表达降低。在患者细胞和转染突变的细胞中进行的详细体外功能表达研究表明，它导致 WRC 复合物不稳定、F-肌节蛋白水平降低以及无法组装板状伪足。患者 B 和 T 淋巴细胞表现出细胞亚型水平的改变、抗原诱导的 T 细胞增殖缺陷和 B 细胞发育失调。

▼ 动物模型

Park 等人使用化学诱变和定位克隆（2008）获得了 Hem1 基因外显子 13 突变的小鼠，导致 gln445 到 ter 的替换。由于 Rac（参见602048）控制的肌节蛋白调节波（WASF1；605035）蛋白复合物的丢失，缺乏 Hem1 的小鼠在淋巴细胞和中性粒细胞中具有缺陷的 F-肌节蛋白（参见102610）聚合和肌节蛋白加帽。T 细胞发育在 Cd4（ 186940 ）/Cd8（见186910）双阴性到Cd4/Cd8双阳性阶段，T细胞活化和粘附受损。缺乏 Hem1 的中性粒细胞未能响应趋化信号而迁移，并且缺乏吞噬细菌。其他 Rac 依赖性功能，如 Th1 分化和 Nfkb（见164011）依赖性促炎细胞因子转录未受损，而 Th17 细胞（见603149）的产生增强。公园等人（2008）得出结论，HEM1 通过控制导致细胞骨架重组的途径，对造血细胞发育、功能和体内平衡至关重要。

萨尔泽等人（2020）发现 Hem1 -/- 小鼠具有异常的 B 细胞发育和多方面的自身免疫，可复制具有自身免疫的人类 IMD72。单细胞 RNA 测序证实 Hem1 -/- 小鼠的 B 细胞发育失调。

▼ 等位基因变体（ 5个精选示例）：

.0001 免疫缺陷 72 自发炎
NCKAP1L、PRO359LEU
在一个 11 岁的女孩（家庭 1）中，父母为加拿大第一民族，患有免疫缺陷 72 并伴有自身炎症（IMD72；618982），Cook 等人（2020 年）在 NCKAP1L 基因中发现了一个纯合的 c.1076C-T 转换（c.1076C-T，NM_005337.4），导致 pro359-to-leu（P359L）取代。来自另一个家族（家族 2）的两个具有 IMD72 的墨西哥同胞是 P359L 和 c.1555G-C 颠换的复合杂合子，导致 val519 到 leu（V519L；141180.0002）替代。通过全外显子组测序发现并发生在保守残基上的突变与家族中的疾病分离。在 gnomAD 数据库中，两种突变都不存在于纯合状态。患者 T 细胞显示 NCKAP1L、CYFIP1 水平降低（606323）和 WAVE2（WASF2；605875），表明 WRC 肌节蛋白调节复合物不稳定。

.0002 免疫缺陷 72 自发炎
NCKAP1L、VAL519LEU
用于讨论 NCKAP1L 基因中的 c.1555G-C 颠换（c.1555G-C，NM_005337.4），导致 val519 到 leu（V519L）取代，在 2 个同胞的复合杂合状态下发现库克等人的免疫缺陷 72 与自身炎症（IMD72; 618982 ）（2020），见141180.0001。

.0003 免疫缺陷 72 自发炎
NCKAP1L，MET371VAL
Cook 等人的 11.5 岁男孩由近亲阿拉伯父母（家庭 3）出生，患有免疫缺陷 72 并伴有自身炎症（IMD72；618982）（2020 年）在 NCKAP1L 基因中鉴定出纯合的 c.1111A-G 转换（c.1111A-G，NM_005337.4），导致在高度保守的残基处发生 met371-to-val（M371V）取代。通过全外显子组测序发现的突变与家族中的疾病分离。它在 gnomAD 数据库中不以纯合状态存在。患者 T 细胞显示正常水平的 NCKAP1L、CYFIP1（ 606323 ）和 WAVE2（ 605875），这表明与 WRC 肌节蛋白调节复合物的不稳定不同的机制。免疫沉淀研究表明，M371V 变体与 WRC 蛋白保持关联。然而，对相关 HEM2 基因中类似 M373V 变体的体外研究表明，它与 ARF1（ 103180 ）的相互作用很差，并且在刺激时不能促进 F-肌节蛋白聚合。作者得出结论，NCKAP1L 基因中的 M371V 破坏了 ARF1 介导的激活。

.0004 免疫缺陷 72 自发炎
NCKAP1L、ARG258LEU
在一名 2.5 岁的女孩中，出生于无关的北非父母（家庭 4），患有免疫缺陷 72 并伴有自身炎症（IMD72；618982），Cook 等人（2020 年）在 NCKAP1L 基因中鉴定出纯合 c.773G-T 颠换（c.773G-T，NM_005337.4），导致高度保守残基处的 arg258-to-leu（R258L）取代。通过全外显子组测序发现的突变与家族中的疾病分离。该变体在 gnomAD 数据库中不以纯合状态存在。患者 T 细胞显示 NCKAP1L、CYFIP1（ 606323 ）和 WAVE2（ 605875 ）水平降低，表明 WRC 肌节蛋白调节复合物不稳定。

.0005 免疫缺陷 72 自发炎
NCKAP1L、ARG129TRP
Salzer 等人的 2 个姐妹，由近亲出生，患有免疫缺陷 72 并伴有自身炎症（IMD72; 618982 ）（2020）鉴定了 NCKAP1L 基因中的纯合 c.385C-T 转换，导致 arg129-to-trp（R129W）取代。通过外显子组测序发现的突变与家族中的疾病分离，并且不存在于 ExAC 或 gnomAD 数据库中（2020 年 1 月 1 日）。与对照组相比，患者外周血白细胞显示 NCKAP1L 蛋白表达降低。小鼠黑色素瘤细胞系的体外功能表达研究表明，与对照相比，R129W 突变蛋白与其 WRC 相互作用亚基的共沉淀减少。R129W 未能在 Hem1-null 细胞中恢复适当的片状伪足形成。表达突变的细胞在刺激后也显示出减少的 F-肌节蛋白。与对照组相比，患者 T 细胞的细胞扩散面积减少。