白细胞介素 7 受体

IL7R 基因编码白细胞介素 7(IL7;146660 ) 的受体,白细胞介素 7 是一种参与调节淋巴细胞生成的 25 kD 糖蛋白。这种配体-受体复合物对于 T 细胞的正常发育至关重要(Goodwin 等人的总结,1990和Zenatti 等人,2011)。与 TSLPR(CRLF2; 300357 ) 一起,IL7R 还形成 TSLP( 607003 ) 的异二聚体受体( Reche 等人(2001) )。

▼ 克隆与表达

古德温等人(1990)分离出编码人和鼠白细胞介素 7 受体的 cDNA 克隆,并在 COS-7 细胞中表达它们。此外,孤立了几个 cDNA 克隆,它们编码能够在溶液中结合 IL7 的受体的分泌形式。同一家族的另一个成员,IL4 受体( 147781 ) 也以膜结合和可溶形式存在。

通过数据库分析,Wilson 等人(2013)发现小鼠 Tslp 受体是 Tslpr 和 Il7r-α 的异二聚体,在背根神经节(DRG) 中表达。RT-PCR 证实了 TSLPR 和 IL7R-α 在人和小鼠 DRG 中的表达。小鼠 DRG 的原位杂交揭示了 Tslpr 和 Il7r-α 在小直径 DRG 神经元子集中的定位。

▼ 测绘

林奇等人(1992)通过结合啮齿动物/人类杂交细胞系的原位杂交和 Southern 印迹分析,将 IL7R 基因定位到染色体 5p13。

▼ 基因功能

野口等人(1993)和近藤等人(1994)证明白细胞介素 2 受体 γ 链(IL2RG; 308380 ) 是功能性白细胞介素 7 受体的必要组成部分。他们指出,γ亚基参与超过1个受体有助于解释X连锁严重联合免疫缺陷(300400)的机制。

Lai 等人追求共同的 γ 链对 IL7 功能至关重要的可能性(1997)使用嵌合受体系统对 IL7R 复合物进行了结构/功能分析,并证明 γ 链确实至关重要。尽管如此,IL7R信号转导只需要γ链的细胞质结构域的有限部分。此外,γ 链胞质结构域被严重截短的促红细胞生成素受体( 133171) 不影响测量的 IL7R 信号事件。这些发现支持了一个模型,其中 γ(c) 链主要用于激活 IL7R 复合物的信号转导,而 IL7R 的 α 链通过其与细胞质信号分子的关联来确定特定的信号事件。最后,这些研究与 X 连锁 SCID 的分子发病机制主要是由于 IL7/IL7R 系统中的 γ(c) 介导缺陷的假设是一致的。

雷切等人(2001)表明,TSLPR 和 IL7R 的表达一起但不是单独诱导对 TSLP 的增殖反应,而不是对 IL7 的增殖反应,表明功能性 TSLP 受体由这两个亚基组成。cDNA文库的PCR分析表明DC和单核细胞共表达IL7R和TSLPR。用 TSLP 孵育 DC 或单核细胞可增强 CCL17( 601520 )、CCL18( 603757 )、CCL22( 602957 ) 和 CCL19( 602227 ) 的表达。另一方面,IL7 诱导 CCL17、CCL22 和 CCL19 以及 CXCL8( 146930 )、CXCL7( 121010 )、CXCL5( 600324 )、CXCL1( 155730 )、CXCL2( 139110 ) 的表达) 和 CXCL3( 139111 )。功能分析表明,TSLP 增强了 DC 成熟过程,如 DC 标志物和共刺激分子的上调以及更强的 T 细胞增殖所证明的。

凯奇等人(2003)表明,在 CD8 T 细胞反应高峰时,约 5% 至 15% 的鼠效应细胞具有 Il7ra 的高表达。他们使用过继转移分析表明,在 Il7 存在的情况下,该细胞亚群得以存活并成为具有保护性回忆反应的记忆细胞。流式细胞术分析表明,表达高水平 Il7r 的 CD8 细胞也表达略高水平的抗凋亡标志物 Bcl2( 151430 ) 和 Bclxl( 600039 ),而几乎所有细胞都表达切割形式的凋亡相关半胱氨酸蛋白酶 Casp3( 600636 )具有低水平的 Il7r。凯奇等人(2003)提出 IL7R 标记可用于预测由感染或免疫产生的记忆 T 细胞的数量,并有助于发现调节记忆细胞形成的信号和机制。

使用 RT-PCR、蛋白质印迹、ELISA 和质谱分析,Rose 等人(2009)表明,IL7R 的两种成分 γ-c 和 IL7R-α 的可溶形式存在于健康个体的血浆中。这两种成分形成杂复合物并以与膜结合 IL7R 相似的亲和力结合 IL7。慢性 HIV-1 感染者的血浆 γ-c 水平没有显着变化,但与健康个体相比,血浆 IL7R-α 水平显着降低。

为了更好地了解淋巴结形成的生物学并识别人类淋巴组织诱导(LTi) 细胞,Cupedo 等人(2009)在第 12 周开始循环 CD3(见186740 )阳性 T 细胞之前,在妊娠 8 到 9 周检查肠系膜。这些肠系膜细胞以及妊娠中期淋巴结含有 CD127 阳性细胞,不表达其他谱系标记,包括 B 细胞的 CD19( 107265 )、T 细胞的 CD3、NK 细胞的 CD56(NCAM1; 116930 ) 和 CD16(FCGR3A; 146740 ) 以及 CD14( 158120) 对于单核细胞。定量 PCR 和 RT-PCR 分析表明,CD127 阳性/谱系阴性细胞也表达高水平的 RORC,以及 LTA( 153440 )、RANKL( 602642 ) 和 RANK( 603499 )。人 CD127 阳性/RORC 阳性 LTi 细胞在体外和出生后扁桃体细胞中产生 IL17(IL17A; 603149 ) 和 IL22( 605330 ),但不产生 IFNG( 147570 ),并且它们分化成 NK 细胞,而不是其他淋巴谱系. 库佩多等人(2009)得出结论,人类 LTi 细胞是与 LTBR( 600979 ) 和 TNFR( 191190 )相互作用的未成熟 NK 细胞前体。) 在早期淋巴结原基的间充质干细胞上并诱导淋巴结器官发生。

Glatzer 等人使用流式细胞术分析扁桃体或固有层衍生的 CD127 阳性/RORC 阳性先天淋巴细胞(ILC 或 LTi 细胞)(2013)确定 IL22 仅由 NKp44(NCR2; 604531 ) 阳性亚群产生。抗 NKp44 介导的 NKp44 触发,而不是 ILC 上的其他受体,引发 TNF( 191160 ) 和 IL2( 147680 ),但不引发 IL22 或 GMCSF(CSF2;138960 ) 的产生。用细胞因子刺激 ILC 会产生 IL22,但只会产生低 TNF。NKp44 通过抗体或流感病毒与细胞因子受体的结合协同导致 ILC 活化并增强 IL22 的产生。格拉策等人(2013)得出结论,NKp44 阳性/RORC 阳性/CD127 阳性 ILC 可以在没有细胞因子的情况下被激活,并且可以在 IL22 和 TNF 产生之间切换,这取决于触发刺激。

威尔逊等人(2013)发现 Tslp 是由角质形成细胞分泌的,它激活 DRG 感觉神经元以引起小鼠的瘙痒反应。Tslp 诱发的瘙痒不需要淋巴细胞、肥大细胞或细胞因子。使用化学抑制剂和敲除小鼠表明,角质形成细胞分泌 Tslp 需要 Nfat(参见600489)激活依赖性 Tslp 表达,然后通过 Par2(F2RL1;600933)、Orai1(610277)和 Stim1(605921)进行钙信号传导。通过 DRG 神经元激活的瘙痒反应需要 Tslp 受体、离子通道 Trpa1( 604775 ) 和磷脂酶 C(参见172420) 信号。Tslp 的应用通过 Trpa1 通道直接增加 DRG 神经元中的细胞内钙。储存操作的钙通道的药理学激活导致人皮肤和气道上皮细胞强烈的 TSLP 表达和分泌。

▼ 分子遗传学

T-、B+、NK+ 严重联合免疫缺陷

在 2 名 T-、B+、NK+ SCID 患者( 608971 ) 中,Puel 等人(1998)鉴定了 IL7R 基因中的突变( 146661.0001 - 146661.0004 )。由于有缺陷的 IL7R 表达导致 T-、B+、NK+ SCID,作者得出结论,X 连锁 T-、B+、NK-SCID( 300400 )中的 T 细胞而非 NK 细胞缺陷是由常见的白细胞介素受体 γ( 308380 ) 是由 IL7R 信号通路失活引起的。

Roifman 等人在 3 名来自西西里近亲家庭的 SCID 患者中(2000)鉴定了 IL7R 基因中的纯合突变( 146661.0005 )。

待确认的关联

有关 IL7R 基因变异与多发性硬化症之间可能关联的讨论,请参见 MS3( 612595 )。

有关 IL7R 基因变异与 I 型糖尿病之间可能关联的讨论,请参见222100。

儿童急性淋巴细胞白血病的体细胞突变

通过筛选来自患有或不患有唐氏综合症( 190685 ) 以及 CRLF2 异常或不表达( 300357 ) 的 B 细胞前体急性淋巴细胞白血病(BCP-ALL) 患者的 133 份骨髓样本,Shochat 等人(2011 年)鉴定了 9 种在 IL7R 基因中具有杂合体细胞突变的白血病。其中八个突变发生在具有异常 CRLF2 的患者中。4 名患者有 ser185 到 cys(S185C) 替换,而其余患者有框内插入和缺失,导致跨膜结构域添加 3 至 7 个氨基酸。尽管插入的氨基酸因患者而异,但始终包括半胱氨酸。BCP-ALL 患者的突变 IL7R 蛋白与 CRLF2 形成功能性受体,用于 TSLP( 607003)。生化和功能分析表明,IL7R 突变是激活突变,使祖淋巴细胞生长不依赖细胞因子。筛选来自儿童 T-ALL 患者的 295 份骨髓样本,发现 IL7R 基因中有 30 处体细胞突变。所有这些突变都位于由外显子 6 编码的跨膜结构域,除了 1 个外,所有突变都是框内插入和缺失。在 T-ALL 的 30 个突变中,27 个涉及半胱氨酸的插入。肖查特等人(2011)得出结论,向近膜结构域添加半胱氨酸是白血病中 I 型细胞因子受体突变激活的一般机制。

泽纳蒂等人(2011 年)在来自 3 个孤立队列的 201 个 T 细胞急性淋巴细胞白血病样本中的 17 个(9%)中发现了染色体 5p13 上 IL7R 基因的杂合体细胞突变。所有突变都影响外显子 6,在与细胞外区域界面的近膜跨膜结构域中,并在几个细胞系中显示导致 IL7R 介导的下游信号通路的配体非依赖性组成型激活,最显着的是 PI3K-Akt(见164730)、JAK1(147795)和 STAT5(601511)。JAK3( 600173) 信号不涉及。大多数 IL7R 突变(14/17; 82%) 在界面中产生未配对的半胱氨酸残基,导致同型二聚化和/或寡聚化,从而绕过配体依赖性激活的要求。这些突变在 T-ALL 亚组中富集,包括 TLX3( 604640 ) 重排和 HOXA( 614060 ) 失调病例。体外和体内小鼠研究证明了 IL7R 突变体的致癌潜力。携带 IL7R 突变的 T-ALL 细胞对 JAK-STAT 通路的抑制敏感,这表明其具有治疗意义。

▼ 动物模型

Peschon 等人(1994)发现,与年龄匹配的杂合子对照相比,IL7R-α -/- 小鼠中具有完全 IgH 重排的前体 B 细胞和表面 IgM+ B 淋巴细胞减少了大约 10 倍。在这样的小鼠中,Corcoran 等人(1998)表明D(H)-J(H)重组正常进行,但V(H)-D(H)-J(H)加入减少;随着 V(H) 段与 D(H)/J(H) 距离的增加,这种下降幅度更大。来自远端、未重排的 V 片段(重组前染色质变化的标记)的种系转录物被特别沉默。因此,IL7 受体的配体通过改变 DNA 底物对重组酶的可及性,传递靶向重链基因座中 V 区段重组的外在信号。

Maki 等人(1996)引用的报告显示,小鼠中 IL7、IL7R 和 IL2RG( 308380 )(其编码共同的 γ 链)的基因失活导致 B 和 T 淋巴细胞生成严重受损。此外,IL2R-γ 缺陷小鼠的皮肤缺乏 γ/δ T 细胞,自然杀伤(NK) 细胞和上皮内淋巴细胞的发育受损。为了探索 IL7/IL7R 系统在 γ/δ T 和 NK 细胞发育中的作用,Maki 等人(1996)生成并分析了 IL7R 缺陷小鼠。缺陷小鼠的皮肤、肠道、肝脏和脾脏中不存在伽马/δ T 细胞。相比之下,检测到的 α/β T 和 B 细胞数量减少,NK 细胞发育正常。胎儿和成人胸腺中的 γ/δ T 细胞发育也被完全阻断。研究人员表示,他们的结果清楚地表明来自 IL7R 的信号对于胸腺和胸腺外途径中的 γ/δ T 细胞发育是必不可少的。相反,NK 细胞发育似乎需要 IL7 以外的细胞因子。

由于 IL7 是正常 T 细胞发育所必需的,Khaled 等人(2002)通过生成同时缺乏 Bax 和 Il7r 的小鼠来评估 BAX( 600040 ) 在体内的作用。Bax 缺乏保护细胞免于死亡,因为在 4 周龄之前没有 Il7 信号。到 12 周龄时,Bax 和 Il7r 缺陷小鼠的胸腺细胞损失与仅在 Il7r 缺陷小鼠中观察到的情况相当。哈立德等人(2002)确定 Bad( 603167 ) 和 Bim(BCL2L11; 603827 ) 也是 Il7 抑制的死亡途径的一部分。哈立德等人(2002)得出结论,在年轻小鼠中,Bax 是 Il7 缺乏诱导的死亡途径中的必需蛋白。

佩莱格​​里尼等人(2004)产生了缺乏 Il7r 和 Bim 的小鼠。与仅缺乏 Il7r 的小鼠相比,Bim 的缺失显着增加了胸腺细胞数量,恢复了血液和脾脏中成熟 T 淋巴细胞的接近正常数量,并增强了抗病毒感染的细胞毒功能。佩莱格​​里尼等人(2004)得出结论,BIM 与其他促凋亡蛋白在 IL7 剥夺祖 T 细胞的死亡中协同作用,并且是成熟 T 细胞凋亡途径的主要诱导剂。他们提出,对 BIM 的药理学抑制可能有助于增强免疫缺陷患者的免疫反应。

使用缺乏 Il7r 和/或常见细胞因子受体 γ 链的小鼠,Il2rg,Vosshenrich 等人(2003)确定了在没有 Il7 的情况下导致胎儿和围产期淋巴细胞生成的细胞因子。Il2rg -/- 小鼠直到 12 周龄时胎儿和围产期 B 细胞淋巴细胞生成,但 Il7r -/- 小鼠在 4 周龄时不存在。Il7r -/- 小鼠的淋巴细胞生成仅限于胎儿肝脏,并且依赖于 Tslp 的存在。Il7r -/- 小鼠中发生的残余淋巴细胞生成依赖于 Flk2( 136351 )。Vosshenrich 等人(2003)得出结论,尽管 FLK2 参与其中,但 TSLP 是驱动不依赖 IL7 的胎儿和围产期淋巴细胞生成的主要因素。

▼ 历史

刘等人的报告(2010 年)表明 IL7R 拮抗剂通过其对 Th17 细胞的影响在治疗自身免疫性疾病中是有效的,并且是一种潜在的 MS 治疗方法,但被撤回。

▼ 等位基因变体( 5个精选示例):

.0001 重新分类 - 意义不明的变体
IL7R、THR66ILE
该变体以前称为重度联合免疫缺陷、常染色体隐性遗传、T 细胞阴性、B 细胞阳性、NK 细胞阳性,已根据Hamosh(2018)对 ExAC 数据库的审查重新分类。

在患有 T-、B+、NK+ SCID( 608971 ) 的患者中,Puel 等人(1998)鉴定了 IL7R 基因中的 2 个纯合突变:外显子 2 中的 C-to-T(thr66-to-ile) 转换导致 thr66-to-ile(T66I) 取代,以及 A-to-G 转换在外显子 4 中导致 ile138-to-val(I138V; 146661.0002 ) 替换。患者是纯合子,父母双方都是杂合子的两种突变。每个亲本仅表达来自野生型等位基因的 mRNA。

Hamosh(2018)发现该变体的 T(次要)等位基因存在于 ExAC 数据库中 121,330 个等位基因中的 76,179 个中,等位基因频率为 0.6279(2018 年 4 月 20 日),表明该变体不是致病性的。

.0002 重新分类 - 意义不明的变体
IL7R、ILE138VAL
该变体以前称为重度联合免疫缺陷、常染色体隐性遗传、T 细胞阴性、B 细胞阳性、NK 细胞阳性,已根据Hamosh(2018)对 ExAC 数据库的审查重新分类。

参见146661.0001和Puel 等人(1998 年)。

Hamosh(2018)发现该变体的 G(次要)等位基因存在于 ExAC 数据库中 121,272 个等位基因中的 79,061 个中,等位基因频率为 0.6519(2018 年 4 月 20 日),表明该变体没有致病性。

.0003 重度联合免疫缺陷、常染色体隐性遗传、T 细胞阴性、B 细胞阳性、NK 细胞阳性
IL7R,IVS4,GA,-1
在患有 T-、B+、NK+ SCID( 608971 ) 的患者中,Puel 等人(1998)确定了 IL7R 基因内含子 4 中 AG 到 AA 剪接受体突变的复合杂合性,以及 G 到 A 转换,导致 trp 到 ter 突变(W217X;146661.0004)。剪接位点突变是母系的,但没有发现父母携带无义突变。通过 HLA 分型确认亲子关系。

.0004 重度联合免疫缺陷、常染色体隐性遗传、T 细胞阴性、B 细胞阳性、NK 细胞阳性
IL7R、TRP217TER
参见146661.0003和Puel 等人(1998 年)。

.0005 重度联合免疫缺陷、常染色体隐性遗传、T 细胞阴性、B 细胞阳性、NK 细胞阳性
IL7R、PRO132SER
Roifman 等人在来自西西里近亲家庭的3 名 T-、B+、NK+ SCID( 608971 ) 患者中(2000)鉴定了 IL7R 基因外显子 4 中的纯合 394C-T 转换,导致细胞外结构域中的 pro132-to-ser(P132S) 取代。杂合子亲属没有临床或免疫异常。该突变不影响 mRNA 或蛋白质表达,但严重损害了对 IL7 的亲和力和信号转导。用 IL7 刺激导致患者细胞和用突变体 IL7R 转染的细胞中的 JAK3( 600173 ) 磷酸化显着降低。