Silver-Russell 综合征 3 胰岛素样生长因子 II

IGF2是一种参与调节细胞增殖、生长、迁移、分化和存活的蛋白质激素。与出生后优先表达且几乎仅在肝脏中产生的 IGF1（ 147440 ） 相比，IGF2 优先在早期胚胎和胎儿发育以及多种体细胞组织中表达。成人 IGF2 表达发生在肝脏和大脑表面的上皮细胞中。IGF2 存在于循环中并且可以在血浆中检测到，循环中的 IGF2 水平在胎儿循环中最高。IGF2 是印记的，仅在父系等位基因中表达，但在成人肝脏和中枢神经系统中以双等位基因方式表达。H19/IGF2 印迹控制区（ICR1; 616186），位于 H19（ 103280 ） 和 IGF2 基因之间，协调 IGF2 和 H19 的印记表达，其仅由母体等位基因表达（Bergman 等人的评论，2013 年）。

▼ 克隆与表达

使用在人类 IGF1 和 IGF2 中相同的序列作为探针，Bell 等人（1984）从成人肝脏 cDNA 文库中克隆 IGF2。推导出的 180 个氨基酸 prepro-IGF2 蛋白包含一个 N 端信号序列，后面是成熟肽和一个称为 E 结构域的 C 端延伸。信号序列和 E 结构域都被蛋白水解去除以产生成熟的 67 个氨基酸肽。

Dull 等人使用水牛大鼠肝脏 Igf2 cDNA 作为探针（1984）从胎肝 cDNA 文库中克隆了人 IGF2。推定的 180 个氨基酸的 IGF2 前体起始于 met-24，其计算分子量为 20.1 kD。

以人肝 IGF2 的编码区为探针，Shen 等人（1988）从人胎盘 cDNA 文库中克隆了 IGF2。他们在胎盘中发现了 4 个变异体，它们与肝脏变异体的不同之处仅在于它们的 5 个素数末端；编码序列似乎是相同的。使用外显子特异性探针进行的 Northern 印迹分析显示胎盘中有 6.0、4.9、3.2 和 2.2 kb 的转录本。4.9-kb 变体的 5 素末端与肝脏转录本和其他胎盘转录本的不同。

De Pagter-Holthuizen 等人（1988）指出 5.3-kb 的 mRNA 从 IGF2 外显子 1 开始并在成人肝脏中表达，而 6.0-kb 的转录本从外显子 4 开始并在胎儿组织和几种成人非肝组织中表达。他们确定一个 2.2-kb 的转录本也在外显子 4 开始，而一个 4.8-kb 的转录本也从外显子 4B 开始。4.8-kb 转录本在大多数胎儿组织和几种成人非肝组织中都有表达。使用 3 素 UTR 探针进行的 Northern 印迹分析显示，在成人和胎儿肝脏以及胎儿肾上腺、骨骼肌和肾脏中发现了一个新的 1.8-kb 转录物，但在胎儿肺或脑中没有。序列分析表明该转录本来源于IGF2基因的外显子7。体外翻译导致表观分子量为 8.3 kD 的 84 个氨基酸肽的表达。

僧侣等人（2006）鉴定了 5 个 IGF2 转录本，它们仅在其 5 素非翻译区有所不同。Northern印迹分析仅在肝脏中检测到由P1启动子驱动的转录本，他们称之为P1转录本。除脑和早期胎盘外，在大多数检查的组织中检测到 P0 转录物的可变表达；在胎儿骨骼肌、足月胎盘和肾脏中发现最高表达。相反，小鼠 P0 转录物仅在胎盘中表达。僧侣等人（2006）还鉴定了 2 个拼接的通读转录本，其中包含与 IGF2 外显子融合的上游 INS2 基因（ 176730 ） 的外显子。有关这些转录本的更多信息，请参见（ 176730 ），作者将其称为 INSIGF。

▼ 基因结构

De Pagter-Holthuizen 等人（1988）确定 IGF2 基因延伸超过 30 kb 并包含 8 个外显子：5 个非编码外显子（外显子 1-4 和 4B），然后是 3 个编码外显子（外显子 5-7）。外显子 7 还包含一个长的 3 素数 UTR。启动子区域先于外显子 1、4 和 4B，从而产生替代转录物。外显子 4 和 4B 之前的启动子区域包含几个启动子元件，例如 TATA 和 CCAAT 框以及 SP1（ 189906 ） 识别位点。

僧侣等人（2006）确定 IGF2 基因含有 9 个外显子；只有外显子 7 到 9 包含编码区。IGF2 有 5 个启动子区域，P1、P0、P2、P3 和 P4，分别位于外显子 1、2、4、5 和 6。P1 启动子在小鼠中没有直系同源物。IGF2 基因还包含 2 个 Alu 重复序列和 4 个 CpG 岛；最终的 CpG 岛与外显子 9 的编码区重叠。

▼ 测绘

Brissenden 等人在分析体细胞杂交体中使用 cDNA 探针（1984 年）和Tricoli 等人（1984）将 IGF2 孤立分配给 11p15-p11。通过分析人与中国仓鼠体细胞杂交体，de Pagter-Holthuizen 等人（1985）将 IGF2 基因分配给 11 号染色体。值得注意的是，该基因座在 11 号染色体上的位置，在结构上与胰岛素原基因座（也在 11 号上）同源。IGF1 与 12 号染色体的分配增加了 11 和 12 的已知同源性。通过比较 IGF2 和 INS 基因的限制性酶切图谱，包括它们的侧翼区域和与 IGF2 cDNA 探针的杂交，Bell 等人（1985）得出结论，这两个基因彼此相邻。它们具有相同的极性，并由 12.6 kb 的基因间 DNA 隔开，其中包括分散的中间重复 Alu 序​​列。基因的顺序是5-prime--INS--IGF2--3-prime。

通过原位杂交，Reeve 等人（1985）将 IGF2 基因定位到 11p14.1，靠近 WAGR 基因座。

通过原位杂交，Morton 等人（1986）将 IGF2 分配给 11p15。

▼ 基因功能

IGF2的功能

斯科特等人（1985）指出肾母细胞瘤（ 194070 ） 在组织学上与肾脏发育的早期阶段无法区分。在 12 例散发性肾母细胞瘤病例中，Scott 等人（1985）发现 IGF2 基因的表达相对于成人组织显着增加，但与包括肾脏、肝脏、肾上腺和横纹肌在内的几种胎儿组织中的表达水平相当。虽然这可能仅仅反映了肿瘤分化的阶段，但提出了IGF2参与转化过程的可能性。在 4 例 Wilms 肿瘤中，Reeve 等人（1985）发现与邻近的正常肾脏相比，IGF2 的转录物高度升高。他们提出 IGF2 是肾母细胞瘤中的（或一个）转化基因。

道哈迪等人（1988）证明，患有平滑肌肉瘤的女性反复出现低血糖是肿瘤分泌 IGF II 的结果。

Burgisser 等人（1991）研究了在 NIH3T3 细胞中表达的 3 个实验产生的 IGF II 突变体的功能。

如瞬时转染试验中所定义的，主要的胎儿 IGF II 启动子是一个相对于转录起始位点从 -295 到 +135 个核苷酸的区域。德拉蒙德等人（1992）证明 WT1 基因产物（ 607102 ） 与该区域的多个位点结合，并作为体内 IGF II 转录的有效阻遏物发挥作用。最大抑制取决于转录起始位点两侧是否存在 WT1 结合位点。这些发现为肾母细胞瘤中 IGF II 的过表达提供了分子基础，并表明 WT1 通过限制发育中的脊椎动物肾脏中胎儿生长因子的产生来负调节胚细胞增殖。

尼尔森等人（1999）发现 IMP1（IGF2BP1; 608288 ）、IMP2（IGF2BP2; 608289 ） 和 IMP3（IGF2BP3; 608259 ） 与人类 6.0-kb IGF2 前导 3 mRNA 的 5 素 UTR 特异性相关，表明 IMP 的作用在 IGF2 产生的生理调节中。通过迁移率变化分析，他们确定 IGF2 前导 3 mRNA 包含至少 6 个 IMP1 结合位点；在 IGF2 前导 4 mRNA 上未发现结合位点。IMP1 与 PTB 竞争（600693） 以 Mg（2+） 依赖的方式结合 IGF2 前导 3 mRNA，并且绑定是互斥的。PTB 是低 Mg（2+） 浓度下的主要物种，而 IMP1 是高 Mg（2+） 浓度下的主要物种。IMP1 在体内抑制了前导 3 报告基因 mRNA 的翻译。

布里斯肯等人（2002）发现催乳素（PRL; 176760 ）在小鼠乳腺上皮培养物中诱导 Igf2 mRNA 和 Igf2 诱导细胞周期蛋白 D1（CCND1; 168461 ） 蛋白表达。Igf2 缺陷细胞和细胞周期蛋白D1 缺陷细胞中的肺泡发生均被延缓。Igf2 和催乳素受体（PRLR；176761 ） mRNA 共定位于乳腺上皮。布里斯肯等人（2002）得出结论，IGF2 是催乳素诱导的肺泡发生的介质，催乳素、IGF2 和细胞周期蛋白 D1 是乳腺发育途径的组成部分。

陈等人（2011）报告说，在大鼠中，给予 IGF2 可显着增强记忆力并防止遗忘。抑制性回避学习导致 IGF2 的海马表达增加，这需要转录因子 CCAAT/增强子结合蛋白-β（CEBPB; 189965 ） 并且对于记忆巩固是必不可少的。此外，在训练或记忆恢复后将重组 IGF2 注射到海马体中可显着增强记忆保留并防止遗忘。为了有效，IGF2 需要在记忆巩固的敏感时期内给药。IGF2 依赖性记忆增强需要 IGF2 受体（IGF2R；147280）、新的蛋白质合成、活性调节的细胞骨架相关蛋白的功能和糖原合酶激酶 3（ 606784 ）。此外，它与突触 GSK3-β（ 605004 ） 的显着激活和 GluR1（ 138248 ） α-氨基-3-羟基-5-甲基-4-异恶唑丙酸（AMPA） 受体亚基的表达增加相关。在海马切片中，IGF2 在弱突触刺激后促进了 IGF2 受体依赖性、持续的长期增强。因此，陈等人（2011）得出结论，IGF2 可能代表认知增强疗法的新靶点。

杨等人（2017）发现小鼠胚胎干细胞（ESCs） 和滋养层干细胞（ TSCs） 中 Kruppel 相关框锌指（KRAB-ZNF） 基因 Zfp568（ZNF568; 617566 ） 的急性缺失导致胎盘的不适当激活-Igf2 的特异性 P0 转录物，但不是其他 Igf2 转录物。Zfp568 的慢性缺失不仅导致 P0 转录物的重新激活，而且还导致 P1、P2 和 P3 转录物的重新激活。染色质免疫沉淀测序显示 Zfp568 与 ESC 和 TSC 中的 Igf2-P0 启动子结合，并且 Igf2-P0 启动子具有强烈的组蛋白 H3（参见602810）lys9（H3K9） 三甲基化信号，该信号在 Zfp568 缺失时丢失。删除 KRAB-ZNF 辅阻遏物 Setdb1（ 604396 ） 和 Trim28（601742 ） 还导致 Igf2-P0 的去阻遏和三甲基化 H3K9 的损失。Igf2-P0 中 Zfp568 结合位点或 Zfp568 的 KRAB 结构域的突变导致 ESC 中 Igf2-P0 表达增加。杨等人（2017）得出结论，Zfp568 通过与其结合位点的直接相互作用在 Igf2-P0 启动子处维持异染色质状态。

宫内生长受限

邱等人（2005）发现 PC4（PCSK4; 600487 ） 对 pro-IGF2 的异常处理可能是宫内生长受限（IUGR） 的原因，这是围产期死亡的主要原因。PC4 切割 pro-IGF2 以生成中间加工形式 IGF2（1-102）。成熟的 IGF2（1-67），可能是由羧肽酶（参见 CPE, 114855 ）进一步加工产生的，能够通过 AKT（参见 AKT1；164730 ） 磷酸化激活侵袭性滋养层细胞。PC4 特异性抑制剂对 PC4 的抑制阻断了 pro-IGF2 的加工并减少了滋养层细胞迁移。与正常孕妇相比，携带 IUGR 胎儿的妇女的血清样本显示 pro-IGF2 水平升高。邱等人（2005）表明PC4对IGF2的异常加工可能是胎儿胎盘生长受限的病理生理学机制。

Sood 等人使用 DNA 微阵列比较正常人胎盘中的基因表达模式与其他组织中的基因表达模式（2006）发现，与其他组织相比，胎盘绒毛切片中涉及生长和组织重塑的几个基因的表达水平相对较高。这些包括 GPC3（ 300037 ）、CDKN1C（ 600856 ） 和 IGF2。GPC3 和 CDKN1C 基因在 Simpson-Golabi-Behmel 综合征（ 312870 ） 和 Beckwith-Wiedemann 综合征（ 130650 ） 患者中发生突变），分别是胎儿-胎盘过度生长综合征。相反，IGF2 的缺失与小鼠的胎儿生长受限有关。Sood 等人认为，促进和抑制生长的基因表达相对较高（2006）对控制胎盘发育的途径进行严格的局部调节。

IGF2的印迹

减轻等（1997）证明 IGF2 在人类植入前发育过程中是亲本印记的。他们在 IGF2 基因的 3 素 UTR 上使用 ApaI 多态性来区分来自 4 细胞和 8 细胞阶段受精胚胎中每个基因拷贝的 mRNA。他们发现，在 8 细胞阶段及以后，只有父系 IGF2 基因被表达。

虽然相邻的基因 IGF2 和 H19 共享一个增强子，但 H19 仅从母体等位基因表达，而 IGF2 仅从父系遗传的等位基因表达。H19 上游的父系特异性甲基化区域似乎是这些基因印记所需的表观遗传标记的位点。该区域内的缺失导致 H19 和 IGF2 的印记丢失（Thorvaldsen 等人，1998 年）。Bell 和 Felsenfeld（2000）表明，这个甲基化区域含有一种阻止增强子活性的元素。该元素的活性取决于脊椎动物增强子阻断蛋白 CTCF（ 604167）。CTCF 结合位点内 CpG 的甲基化消除了体外 CTCF 的结合，这些位点的缺失导致体内增强子阻断活性的丧失，从而允许基因表达。这种依赖于 CTCF 的增强子阻断元件充当绝缘体。Bell 和 Felsenfeld（2000）建议它控制 IGF2 的印记。这种绝缘体的活性通过父系等位基因的特定 DNA 甲基化限制于母系等位基因。Bell 和 Felsenfeld（2000）得出结论，DNA 甲基化可以通过调节增强子边界调节增强子对基因启动子的访问来控制基因表达。

未甲基化的印迹控制区（ICR） 充当染色质边界，阻止 IGF2 与位于 H19 的 3 素数的增强子相互作用（Webber 等人，1998 年；Hark 和 Tilghman，1998 年）。当该区域被甲基化时，这种增强子阻断活性将丧失，从而允许 IGF2 父系表达。哈克等人（2000）使用转基因小鼠和组织培养证明，来自小鼠和人类 H19 的未甲基化 ICR 表现出增强子阻断活性。他们表明 CTCF 与未甲基化 ICR 中的几个位点结合，这些位点对于增强子阻断至关重要。与该模型一致，CTCF 结合被 DNA 甲基化消除。

小鼠 Igf2 基因座是一个复杂的基因组区域，可从替代启动子产生多个转录本。该位点的表达受亲本印记的调节。然而，尽管在 Igf2 上游区域存在推定的印记控制元件，但印记的转录抑制被连接的 H19 基因座处的无效突变所消除。为了阐明 Igf2 上游区域包含自主印记控制元素的程度，Moore 等人（1997）对小鼠和人类的该区域进行了功能和比较分析。他们报告了在小鼠 Igf2 上游区域中存在与串联重复序列相关的多个重叠印记（母源抑制）的有义和反义转录本。重复序列两侧的区域表现出组织特异性亲本等位基因甲基化模式，表明上游区域存在组织特异性控制元件。对 H19-null 小鼠的研究表明，上游转录物的亲本等位基因甲基化和单等位基因表达都依赖于以顺式作用的完整 H19 基因。人 IGF2 中的同源区在结构上是保守的，唯一的例外是它不包含串联重复。

康斯坦西亚等人（2000）建立了差异甲基化区域（DMR） 消音器 DMR1，作为不影响 H19 的小鼠 Igf2 的局部印记控制元件。已在 Wilms 肿瘤和 Beckwith-Wiedemann 综合征中描述了 H19 依赖性 IGF2 印记丢失。然而，在肝母细胞瘤和相当比例的 BWS 患者中，观察到 IGF2 的 LOI 没有改变 H19 印记，这意味着 H19 孤立的 LOI 途径。康斯坦西亚等人的结果（2000）提供了存在这种途径的证据。DMR1 的突变，或与未甲基化的 DMR1 结合的假定阻遏分子的缺陷，可能导致 LOI 对疾病和癌症产生相当大的影响。

杜等人（2003）证实了 H19 DMR 中存在绝缘体，并报告了 IGF2 基因中的 2 个绝缘体。作者证明了锌指蛋白 CTCF 在体外与所有检测到的绝缘体序列结合。

僧侣等人（2006）发现来自 P0 启动子的 IGF2 转录物，与所有其他 IGF2 启动子的转录物一样，在所有检查的胎儿和胎盘组织中均呈父系表达。在所有组织中都发现了 IGF2 P0 启动子的母体甲基化。

文卡特拉曼等人（2013）证明了长期造血干细胞中生长限制性印记基因（包括 H19-Igf2 基因座）的上调及其对造血干细胞活化和增殖的下调。H19 上游的 DMR，作为印记控制区，决定了来自母体等位基因的 H19 和来自父系等位基因的 Igf2 的相互表达。此外，H19 作为 miR675 的来源，限制了 Igf1r（ 147370 ） 的表达（ Keniry et al., 2012 ）。文卡特拉曼等人（2013）证明有条件地删除母体而不是父体 H19 DMR 会减少成体造血干细胞静止，这是造血干细胞长期维持所需的状态，并损害造血干细胞功能。母体特异性 H19 DMR 缺失导致 Igf2-Igfr1 通路的激活，如磷酸化 FoxO3 的易位所示（ 602681），一种无活性的形式，从细胞核到细胞质并释放 FoxO3 介导的细胞周期停滞，从而导致造血干细胞的活化、增殖和最终衰竭。从机制上讲，母体特异性 H19 DMR 缺失导致 Igf2 上调和 Igf1r 翻译增加，这通常被 H19 衍生的 miR675 抑制。同样，Igf1r 的基因失活部分挽救了 H19 DMR 缺失表型。文卡特拉曼等人（2013）得出结论，他们的工作确立了这种形式的 H19-Igf2 基因座表观遗传控制在维持成体干细胞中的作用。

有关 H19/IGF2 印迹控制区域的更多信息，请参阅 ICR1（ 616186 ）。

基因-环境相互作用

人类的产前饥荒与晚年生活中的各种后果有关，这取决于侮辱的妊娠时间和暴露个体的性别。已经提出表观遗传机制作为这些关联的基础。托比等人（2009 年）研究了 1944 年至 1945 年在荷兰产前暴露于战时饥荒的个体中与生长和代谢疾病有关的 15 个基因座的甲基化。 INSIGF 的甲基化（见176730），与未暴露于饥荒的 60 名同性同胞相比，60 名受孕期暴露于饥荒的个体的 INS 和 IGF2 较低，而 IL10（ 124092 ） 、LEP（ 164160 ）、ABCA1（600046 ）、GNASAS（ 610540 ） 和 MEG3（ 605636 ） 高于对照。观察到 INSIGF、LEP 和 GNASAS 与性别的显着相互作用。当比较 62 个妊娠晚期暴露的个体和 62 个未暴露的同胞之间的 8 个代表性位点的甲基化时，男性和女性的 GNASAS 甲基化不同，而 LEP 甲基化仅在男性中不同。托比等人（2009）得出结论，DNA 甲基化的持续变化可能是产前饥荒暴露的常见后果，并且这些变化可能取决于暴露个体的性别和暴露的妊娠时间。

▼ 进化

胎盘发育和基因组印记与父母对哺乳动物后代资源分配的冲突共同进化。印迹基因 IGF2 和 IGF2R 分别编码生长促进剂 IGF2 及其抑制剂甘露糖 6-磷酸（M6P）/IGF2R。鸟类和鱼类的 M6P/IGF2R 不识别 IGF2。在缺乏印迹的单孔动物中，IGF2 通过疏水 CD 环特异性结合 M6P/IGF2R。威廉姆斯等人（2012）表明，编码单孔中 CD 环的 DNA 作为外显子剪接增强子（ESE） 发挥作用，并且结合位点环（AB、HI、FG） 的结构进化提高了 IGF2 亲和力。威廉姆斯等人（2012）提出 ESE 进化导致 M6P/IGF2R 偶然获得 IGF2 结合，从而使 IGF2R 陷入亲本冲突；随后的印记可能会加速亲和力成熟。

▼ 分子遗传学

肥胖

Le Stunff 等人（2001 年）研究了中欧和北非血统儿童的胰岛素基因座等位基因的亲代传递给患有早发性肥胖症的后代。胰岛素基因上游的可变数量串联重复（VNTR） 多态性与 INS 和附近编码 IGF2 基因的表达变化有关。该 VNTR 的 I 类等位基因为 26 至 63 个重复，而 III 类等位基因为 141 至 209 个重复。Le Stunff 等人（2001）发现 I 类 VNTR 等位基因向肥胖儿童的父亲传递过多：从父亲那里继承了 I 类等位基因的儿童（但不是从母亲那里继承的儿童）具有 1.8 的早发性肥胖的相对风险。由于该人群中 I 类等位基因的频率较高，这种风险涉及 65% 至 70% 的所有婴儿。Le Stunff 等人（2001）得出结论，由于 I 类 INS VNTR 等位基因，父亲 INS 或 IGF2 在子宫内表达的增加可能使后代易患出生后脂肪沉积。

Gaunt 等人在 2,500 多名中年高加索男性的队列中（2001）确定了与体重指数（BMI） 相关 的 IGF2 基因（ 147470.0001 - 147470.0003 ）中的 3 个单核苷酸多态性（SNP ）。

代谢综合征

罗德里格斯等人（2004）在 IGF2-INS（ 176730 ） -TH（ 191290 ）对 2,743 名成年男性进行单倍型分析） 区域和与体重和组成、血压和血浆甘油三酯相关的单倍型。单倍型 5 防止肥胖；单倍型 6 与血浆甘油三酯水平升高有关。由 IGF2 ApaI（G）、INS III 类 VNTR 和 TH01 9.3 等位基因定义的单倍型 4 与显着更高的脂肪量和脂肪百分比以及显着更高的舒张压相关。单倍型 8 显示出与 4 相似的影响幅度。单倍型 4、6 和 8 是仅有的 INS VNTR III 类单倍型，尽管侧翼单倍型不同，而 *5 在所有 3 个基因中显示出独特的特征。作者提出胰岛素基因启动子（“III 类”）中的长重复插入，据报道会导致低胰岛素产量，125853）、多囊卵巢综合征（见184700）和冠心病病例。

银罗素综合征 3

Begemann 等人在一个 4 代家庭中分离出严重的生长受限和独特的相（GRDF；616489）（2015）进行了外显子组测序，并确定了 IGF2 基因（S64X; 147470.0004 ） 中的杂合无义突变，该突变与疾病完全分离。临床特征仅发生在通过父系遗传遗传变异等位基因的患者中，与 IGF2 的母体印记一致。

有关H19/IGF2 印记控制区低甲基化与 Silver-Russell 综合征（SRS; 180860） 关联的信息，请参见616186 。

Yamoto 等人对一名患有 Silver-Russell 综合征（SRS） 的 18 个月大日本男孩进行了研究（2017 年）确定了 IGF2 基因（ 147470.0005） 中从头父系遗传的插入缺失突变的杂合性。

Liu 等人在一名患有 SRS 的 13 岁中国男孩中，ICR1（ 616186 ） 低甲基化和 IGF1 和 IGF1R（147370） 突变均为阴性（2017 年）确定了 IGF2 基因（G34D； 616489.0006 ）中从头错义突变的杂合性，该突变出现在父本等位基因上，但在公共变异数据库中未发现。

Habib 等人从一组 192 名疑似 SRS 患者的队列中得出结论（2018 年）确定了 2 名不相关的 IGF2 基因从头发生杂合突变的患者。Hep3b细胞中的实验表明 HMGA2（ 600698 ） 和 PLAG1（ 603026 ） 均孤立地并通过 HMGA2-PLAG1-IGF2 途径正向调节 IGF2 启动子 P3 的表达。作者指出，通路中任何基因的破坏都会导致 IGF2 表达下降，并产生与携带 11p15.5 表观遗传缺陷的患者相似的 SRS 表型。

在一名患有 SRS 的 4 岁澳大利亚土著女孩中，Poulton 等人（2018）确定了 IGF2 基因（ 616489.0007 ） 中发生在父系等位基因上的 从头剪接突变的杂合性。

在一名患有 SRS 的 5.5 岁德国男孩中，Rockstroh 等人（2019）确定了父系等位基因上出现的 IGF2 基因（ 616489.0008 ）从头 1-bp 缺失的杂合性。功能分析显示，与野生型相比，突变体对 IGF1R 的激活显着降低。

Masunaga 等人（2020）研究了 5 名在 IGF2 基因中具有杂合从头突变的不相关日本患者，包括 1 个剪接位点和 4 个错义突变，这些突变在内部或公共变异数据库中未发现。回顾之前报道的 IGF2 突变，作者指出，这些突变广泛分布在 IGF2 上，没有突变热点或种族差异。

Beckwith-Wiedemann 综合征

雷尼尔等人（1993）报道了 IGF2 在散发性肾母细胞瘤中的印记松弛（或丧失）（194070）；Weksberg 等人在一组 Beckwith-Wiedemann 综合征（BWS; 130650 ）患者中报告了同样的情况（1993 年）。通过发现基因座的双等位基因表达证明了印记的丧失。

布朗等人（1996）描述了 BWS 家族中印记改变的证据，其中包含倒置 inv（11）（p11.2;p15.5）。他们证明了这种倒位导致了 IGF2 的双等位基因表达并改变了 IGF2 区域中的 DNA 复制模式。受影响个体的 H19 印记是正常的，表明双等位基因 IGF2 转录的 H19 孤立途径。IGF2 中的 DNA 甲基化仍然是单等位基因，这表明Brown 等人（1996）易位引起的突变使等位基因特异性甲基化与基因表达分离。

莫里森等人（1996）报道了 4 名没有出现 Beckwith-Wiedemann 综合征迹象的躯体过度生长儿童的 IGF2 印记的体质松弛。所有 4 名儿童均出现肾肿大，2 名儿童出现肾母细胞瘤。使用嵌套式 RNA PCR 测定法检查 IGF2 的印记，其中扩增了包含外显子 9 ApaI/AvaII 限制性位点多态性的一部分基因。在所有 4 名患者中，发现 IGF2 双等位基因表达。在 28 名信息丰富的儿童和 22 名信息丰富的正常成年人中，该测定显示 IGF2 的单等位基因表达。对来自信息丰富的家庭的 13 名儿童进行的研究证实，父系衍生的等位基因被表达。在 4 名患者中的 3 名中观察到 H19 甲基化的破坏。根据他们的发现，莫里森等人（1996）提出 IGF2 过度生长障碍代表了一个独特的实体，而 Beckwith-Wiedemann 综合征是这种疾病的极端表现。

穆雷尔等人（2004 年）筛选了人和小鼠 IGF2 基因的 DMR 之间的保守序列，以寻找 BWS 的其他遗传易感性。在 DMR0 中发现了四个 SNP（T123C、G358A、T382G 和 A402G），它们发生在 16 种可能的单倍型中的 3 种：TGTA、CATG 和 CAGA。对来自一组散发性 BWS 患者和健康对照的 DNA 样本进行了 DMR0 SNP 的基因分型。与对照组相比，患者队列中 CAGA 单倍型的频率显着增加，CATG 单倍型的频率显着降低。这些关联在 KvDMR1 甲基化缺失的 BWS 亚组中仍然显着，表明 T382G SNP（CAGA 单倍型）的 G 等位基因可能与 KvDMR1 甲基化的缺失有关。穆雷尔等人（2004）提出了甲基化丧失的遗传倾向或影响疾病表型的基因型和表观基因型之间的相互作用。

有关 H19/IGF2 印记控制区和 BWS 中的高甲基化和变异的信息，请参见616186。

IGF2 印记和肿瘤发展的丧失

IGF2 是许多细胞类型的有丝分裂原，也是肌肉生长和分化的重要调节剂。该基因在产前发育过程中广泛表达，其活性受基因组印记的调节，该基因在大多数正常组织中从母亲遗传的染色体上无活性。佩多内等人（1994）表明 IGF2 的单等位基因表达在正常成人肌肉组织中是保守的，而在 11 个保持杂合性的横纹肌肉瘤中的 9 个（82%）中发现了 2 个或更多拷贝的活性 IGF2 等位基因，由印迹松弛或活性等位基因复制引起在 11p15，无论组织学亚型如何。这一观察结果，连同 IGF2 作为横纹肌肉瘤细胞的自分泌生长因子的发现表明，获得双倍剂量的活性 IGF2 基因是横纹肌肉瘤肿瘤发生或发展的重要步骤。在不同类型的肌肉肿瘤中，印迹松弛似乎主要出现在横纹肌肉瘤中，因为Pedone 等人（1994）在测试的 7 例平滑肌肉瘤中，仅发现 1 例母体 IGF2 等位基因部分再激活。

小川等人（1993）检查了来自患有肾胚胎肿瘤的儿童的 10 个正常肾脏样本中 IGF2 基因的印记。在来自 9 名具有正常生长特征的儿童的肾脏样本中，IGF2 mRNA 被单等位基因转录，与该基因的正常印记一致。另一方面，在 1 名全身过度生长的儿童中，IGF2 是从她的肾脏、外周血白细胞和肾母细胞瘤的两个等位基因中转录出来的。这些发现表明，基因组印记的缺陷可能在体质上发生，导致生长异常和对肾母细胞瘤的易感性。患者是一名 9 岁的太平洋岛民女性（报告来自新西兰），她在 2.5 岁时接受了肾母细胞瘤的治疗。肿瘤显示上皮和横纹肌细胞分化，并有相邻的大叶内肾源性休息。核型正常。身高和体重都比年龄平均值高出 3 到 4 个标准差。她的生长过度是成比例的，没有典型的 Beckwith-Wiedemann 综合征或其他过度生长的综合征原因。父母身高正常。患者血浆生长激素和血清IGF1、IGF2均正常。

印记缺失是一种影响 IGF2 基因的表观遗传改变，在约 30% 的结肠直肠癌（ 114500 ） 患者的正常结肠粘膜中发现，但仅在 10% 的健康个体中发现。在一项初步研究中， Cui 等人调查了印记缺失作为结直肠癌风险标志物的效用（2003）在结肠镜检查诊所评估了 172 名患者。对于有阳性家族史的患者，淋巴细胞印迹消失的调整优势比为 5.15（95% 置信区间，1.70 至 16.96；P = 0.002），腺瘤患者为 3.46（95% 置信区间，1.14 至 11.37；P = 0.026），结直肠癌患者为 21.7（95% 置信区间，3.48 至 153.6；P = 0.0005）。印迹的丢失可以通过基于 DNA 的血液测试来检测，Cui 等人（2003）得出结论，它可能是一个有价值的预测个体患结肠直肠癌风险的标志物。

▼ 动物模型

Sun 等人提出了 IGF2 在 BWS 中作用的证据（1997 年）。他们通过使用胚胎干（ES） 细胞将 Igf2 转基因引入小鼠基因组，从而引起内源性 Igf2 基因的反式激活。随之而来的 Igf2 过度表达导致了 Beckwith-Wiedemann 综合征的大部分症状，包括产前过度生长、羊水过多、胎儿和新生儿死亡、器官过度生长（包括舌头增大）和骨骼异常。这被证明是 IGF2 过表达是 BWS 的关键决定因素。

德基亚拉等人（1991）通过在 ES 细胞中的同源重组产生了对小鼠 Igf2 基因的靶向破坏。这种突变通过雄性种系的遗传导致杂合子代生长缺陷。相反，当被破坏的基因通过母体传递时，杂合子后代的表型是正常的。纯合突变体在外观上与生长缺陷杂合同胞没有区别。来自野生型和突变等位基因的转录物的核酸酶保护和原位杂交分析表明，只有父系等位基因在胚胎中表达，而母系等位基因是沉默的。在脉络丛和软脑膜中发现了一个例外，这两个等位基因都具有转录活性。Zhang 和 Tycko（1992）将此称为单等位基因表达。

Nezer等人（1999）和Jeon 等人（1999）证明了 IGF2 区域中的数量性状基因座（QTL） 对猪的肌肉质量和脂肪沉积有重要影响。他们发现，与人和小鼠一样，IGF2 仅在猪的几个组织中由父系等位基因印记和表达。

琼斯等人（2001）描述了对染色质中的核酸酶消化过敏的印记控制区（ICR） 的 5 素数区域的 12-kb 缺失。它的缺失导致转基因小鼠大脑中 Igf2 表达的双等位基因下降，而不是 H19（ 103280 ），这与它编码正调节元件的假设一致。此外，删除导致骨骼肌和舌头中 Igf2 印记的轻微松弛。最后，成年小鼠中 Igf2 表达的降低伴随着脂肪沉积的增加和偶尔的肥胖。超重的动物是低食性的，这表明 Igf2 影响脂肪代谢而不是成年小鼠的摄食行为。

扎伊娜等人（2002）表明，在缺乏载脂蛋白 E（APOE; 107741 ）的小鼠中，被破坏的 Igf2 等位基因的纯合性是一种广泛使用的动脉粥样硬化动物模型，导致主动脉病变缩小约 80%，增殖细胞减少约 50%。仅缺乏 ApoE 的小鼠。他们还发现，携带特异性靶向平滑肌细胞的 IGF2 转基因的小鼠会出现主动脉局灶性内膜肿块，这表明 Igf2 具有致动脉粥样硬化的活性。

康斯坦西亚等人（2002）证明，在鼠胎盘迷路滋养层中特异性表达的转录物（P0） 的 Igf2 基因缺失导致胎盘生长减少，几天后胎儿生长受限。因此，在没有 P0 转录物的情况下，胎儿与胎盘的重量比会增加。康斯坦西亚等人（2002）还表明突变胎盘对营养物质的被动通透性降低，但次级主动胎盘氨基酸转运最初上调，补偿了被动通透性的降低。后来补偿失败，胎儿生长受限。虽然这种观察可能仅限于小鼠，但Constancia 等人（2002）得出的结论是，他们的研究为胎盘中的印记基因作用提供了实验证据，该作用直接控制母体向胎儿的营养供应，并支持印记的遗传冲突理论。

洛佩斯等人（2003）检查了小鼠印迹 Igf2-H19 区域中 DNA 甲基化的区域控制。受精后 Igf2 中 2 个差异甲基化区域（DMR） 中的父系种系特异性甲基化被重新编程，并在植入后重新建立。作者使用该地区的许多敲除菌株，发现 DMR 本身以分层方式参与区域协调。因此，母体等位基因需要 H19 DMR 来保护 Igf2 DMR 1 和 2 免于甲基化，并且需要 Igf2 DMR1 来保护 DMR2 免于甲基化。这种区域协调仅发生在受精后体细胞发育过程中，不涉及 DNA 甲基化的线性扩散，表明长程染色质相互作用参与区域表观遗传协调的模型。

影响猪肌肉生长、脂肪沉积和心脏大小的父系表达的 QTL 对应到 IGF2 区域。范莱尔等人（2003）证明该 QTL 是由 IGF2 的内含子 3 中的核苷酸取代引起的。该突变发生在骨骼肌中低甲基化的进化上保守的 CpG 岛中。该突变消除了与核因子（可能是阻遏物）的体外相互作用，并且从其父系继承该突变的猪在出生后肌肉中的 IGF2 mRNA 表达增加了 3 倍。范莱尔等人（2003）得出结论，他们的研究在非编码区的单碱基对替换和 QTL 效应之间建立了因果关系。

为了研究 Igf2 的 LOI 在肠道肿瘤发生中的作用，Sakatani 等人（2005）通过将雌性 H19 杂合子小鼠与雄性 Apc/Min 杂合子小鼠杂交，创建了 Igf2 印迹丢失的小鼠模型。失去印迹的小鼠产生的肠道肿瘤是对照同窝小鼠的两倍。这些小鼠还表现出向分化程度较低的正常肠上皮细胞的转变，这反映在隐窝长度增加和祖细胞标记染色增加。在印记缺失的人类正常结肠黏膜中也观察到了类似的分化转变。坂谷等人（2005）得出结论，非肿瘤组织的成熟改变可能是表观遗传变化影响癌症风险的一种机制。

Kaneda 和 Feinberg（2005）回顾了Sakatani 等人的研究（2005），显示 Igf2 基因的 LOI 小鼠模型显示正常沉默的母体等位基因的异常激活，改变了由腺瘤性结肠息肉（Apc） 基因突变引起的肠道肿瘤的风险。这种增加的风险对应于 IGF2 LOI 患者患结直肠癌的风险明显增加。该模型表明，正常细胞中预先存在的表观遗传改变通过扩大靶细胞群和/或调节后续基因改变对这些细胞的影响来增加肿瘤风险，为癌症风险管理提供了新思路。

▼ 等位基因变体（ 8个精选示例）：

.0001 胰岛素样生长因子 II 多态性
IGF2, 6815A-T
冈特等人（2001）在超过 2,500 名中年高加索男性的队列中发现了 IGF2 中与体重指数（BMI） 相关的 3 个单核苷酸多态性（SNP）：IGF2 P1 启动子中的 6815A-T（p = 0.00012, n = 2394）、1156C-T 在内含子 2（ 147470.0002 ）（p = 0.017, n = 1567） 和 1926C-G 在 3 素数非翻译区（ 147470.0003）（p = 0.0062, n = 1872）。先前与 BMI 相关的 3 素非翻译区 ApaI 多态性和 1926C-G 位点之间存在强烈的成对连锁不平衡，但其他组合则没有。单变量 6815A-T、1156T-C 和 ApaI 分别解释了 BMI 变化的 1.03%、1.02% 和 0.67%。多因素方差分析（ANOVA） 模型显示，6815A-T 和 1156T-C 解释了超出 ApaI 解释的 0.4% 和 0.8% 的变异，并且 1926C-G 与 BMI 的关联在调整后消失了。该模型解释的 BMI 方差的总比例为 2.25%，导致作者认为 IGF2 遗传变异可能是中年男性体重的重要决定因素。巴赫纳-梅尔曼等人（2005）测试了来自 376 个家庭的这 3 个 IGF2 SNP 和饮食失调的非临床受试者，由饮食态度测试评估。在 ApaI G 等位基因（他们称之为 820G）和饮食态度测试的整体得分及其每个分量表（贪食症、节食和口腔控制）之间观察到高度显着的关联。此外，观察到这种多态性与BMI之间存在显着关联。易导致体重增加的 IGF2 ApaI G 等位基因可能导致持续节食，从而导致易感个体的饮食失调。

.0002 胰岛素样生长因子 II 多态性
IGF2, 1156C-T
参见147470.0001和Gaunt 等人（2001 年）。

.0003 胰岛素样生长因子 II 多态性
IGF2, 1926C-G
参见147470.0001和Gaunt 等人（2001 年）。

.0004 银罗素综合征 3
IGF2、SER64TER
Begemann 等人在 4 代家族的受累成员中具有严重的生长受限和独特的相（SRS3；616489）（2015）确定了 IGF2 基因外显子 3 中 c.191C-A 颠换（c.191C-A，NM_001127598.2）的杂合性，导致 ser64-to-ter（S64X） 替换。受影响的个体从他们健康的父亲那里继承了这种突变，它起源于健康的祖母。临床特征仅发生在通过父系遗传遗传变异等位基因的患者中，与 IGF2 的母体印记一致。

.0005 银罗素综合征 3
IGF2，8-BP INDEL，NT110
在一名患有 Silver-Russell 综合征（SRS3; 616489 ）的 18 个月大日本男孩中，Yamoto等人（2017）确定了 IGF2 基因外显子 2 中的从头 indel 变体（c.110_117delinsAGGTAA, NM_000612.5） 的杂合性，导致预计会导致过早终止密码子（Leu37GlnfsTer31） 的移码。甲基化分析表明变异发生在父系等位基因上。

在用 c.110_117delinsAGGTAA 突变蛋白转染的 HEK293 细胞中，Rockstroh 等人（2019）未检测到突变 IGF2，这与无意义介导的 mRNA 衰变一致。

.0006 银罗素综合征 3
IGF2、GLY34ASP
在一名患有 Silver-Russell 综合征（SRS3; 616489 ）的 13 岁中国男孩中， Liu 等人（2017）确定了 IGF2 基因中从头 c.101G-A 转换（c.101G-A, NM_000612） 的杂合性，导致在与第一个相邻的高度保守的残基处发生 gly34-to-asp（G34D） 取代α-螺旋。该突变出现在父系等位基因上，在 dbSNP、1000 Genomes Project、ESP 或 ExAC 数据库中未发现。

.0007 银罗素综合征 3
IGF2、IVS2、交流电、+3
在一名患有 Silver-Russell 综合征（SRS3; 616489 ）的 4 岁澳大利亚土著女孩中， Poulton 等人（2018 年）确定了在父本等位基因上出现且在临床或人口数据库中未发现的从头剪接突变（c.157+3A-C，NM_000612.5）的杂合性。

.0008 银罗素综合征 3
IGF2，1-BP DEL，195C
在一名患有 Silver-Russell 综合征（SRS3; 616489 ）的 5.5 岁德国男孩中， Rockstroh 等人（2019 年）确定了 IGF2 基因外显子 3 中从头 1-bp 缺失（c.195delC，NM_000612）的杂合性，导致预计会导致过早终止密码子（Ile66SerfsTer93）的移码。显示突变出现在父系等位基因上。转染的 HEK293 细胞中的功能分析显示，与野生型相比，突变体 的 IGF1R（ 147370 ） 仅边缘激活。