整合素，β-4 大疱性表皮松解症，交界 5A，中间

Suzuki 和 Naitoh（1990）分离出对应于整合素 β-4（ITGB4） 的 cDNA。整合素 β-4 蛋白包含推定的信号序列以及跨膜结构域，该结构域将分子分为 N 端侧的细胞外结构域和 C 端侧的细胞质结构域。胞外域表现出与其他整合素β亚基相似的富含半胱氨酸基序的4倍重复。胞质结构域比其他β亚基大得多，与它们没有显着的同源性。蛋白质同源性搜索显示整合素 β-4 细胞质结构域具有 4 个重复单元，这些重复单元与纤连蛋白所展示的 III 型重复同源。整合素 β-4 亚基 mRNA 主要在上皮细胞中表达。

霍格沃斯特等人（1990）分离了一个 ITGB4 cDNA。他们证明了 ITGB4 胞外结构域与其他整合素 β 亚基有 35% 的一致性，但在这类分子中是最不同的。跨膜区的保守性较差，而细胞质结构域在任何区域与其他整联蛋白β序列的细胞质尾部或其他蛋白质序列没有实质上的同一性。霍格沃斯特等人（1990）指出，异常长的细胞质结构域表明 β-4 亚基与细胞质蛋白之间存在明显的相互作用。

▼ 测绘

霍格沃斯特等人（1991）通过分析人类-啮齿动物体细胞杂交体，将 ITGB4 基因定位到 17q11-qter。

▼ 基因功能

整合素是介导细胞-基质或细胞-细胞粘附的跨膜糖蛋白受体，以及调节基因表达和细胞生长的转导信号（Vidal 等，1995）。这些异二聚体分子由非共价连接的 α 和 β 亚基组成。α 和 β 多肽的不同组合形成了其配体结合特异性不同的复合物。α和β亚基都显示出与细胞骨架（可能还有信号分子）相互作用的细胞质结构域、跨膜区和与细胞外基质相互作用的大细胞外结构域。在人类表皮中，基底角质形成细胞表达整合素 α-2（ 192974 ）/β-1（ 135630 ）、α-3（ 605025）/β-1 和 α-6（ 147556 ）/β-4。其中前两个主要位于这些细胞的侧面，表明在细胞间相互作用中起作用，而第三个，α-6/β-4，仅限于与基底膜区相对的腹侧表面，提示其在细胞-基质粘附中的作用。与这种可能性一致，发现 α-6/β-4 与分层和移行上皮细胞中的半桥粒有关。半桥粒是致密的细胞质斑块，通过与基底膜的细胞外锚丝连接，介导复层鳞状上皮附着到下面的真皮。

整合素 α-6/β-4 是层粘连蛋白的受体，可能在浸润性癌的生物学中起关键作用。在 MDA-MB-435 乳腺癌细胞系中，Shaw 等人（1997）证明 α-6/β-4 整合素通过优先和局部靶向 phosphoinositide-3 OH 激酶（PI3K） 活性促进癌侵袭。α-6/β-4 的稳定表达以PI3K 依赖的方式增加了癌的侵袭，而组成型活性PI3K 的瞬时表达增加了在没有α-6/β-4 的情况下的侵袭。与 β-1 整合素的连接相比，α-6/β-4 的连接刺激了更多的 PI3K 活性，从而在整合素之间建立了对 PI3K 激活的特异性。在癌细胞中形成薄片、运动的动态位点需要 α-6/β-4 调节的 PI3K 活性。PI3K 下游需要小 G 蛋白 Rac 才能入侵。肖等人（1997）得出的结论是，他们的研究定义了一种机制，通过该机制，α-6/β-4 整合素促进癌侵袭并调用 PI3K 信号传导的新功能。

大吉等人（2003）表明缺乏层粘连蛋白 5（LAMB3; 150310） 和 ITGB4 的人角质形成细胞在与 RAS（ 190020 ） 和 IKBA（NFKBIA; 164008 ） 共表达时不能形成肿瘤；然而，野生型 LAMB3 和 ITGB4 的引入恢复了肿瘤形成能力，这表明这两种蛋白质是人类鳞状细胞癌肿瘤发生所必需的。

使用表达式分析，Yang 等人（2008）发现与亲代细胞相比，在转染的人结肠癌细胞中，ZKSCAN3（ 612791 ） 将 ITGB4 上调了 6 倍。他们证实ZKSCAN3在体外和体内结合了ITGB4的启动子。通过短发夹 RNA 敲低 ITGB4 可抵消结肠癌细胞系中 ZKSCAN3 增强的不依赖锚定的集落形成。杨等人（2008）得出结论，ZKSCAN3 调节有利于肿瘤进展的基因的表达，包括 ITGB4。

▼ 发病机制

整合素 β-4 亚基的特征是一个异常长的细胞质结构域，其中包含 4 个纤连蛋白 III 型（FNIII） 重复序列，位于 2 对中，由连接段隔开。包含第一对 FNIII 重复序列和连接片段的前 36 个氨基酸的 β-4 片段对于半桥粒中 plectin（ 601282 ） 的募集至关重要（Niessen 等人，1997；Nievers 等人，1998） . Geerts 等人（1999）证明了 β-4 的这个片段包含一个 plectin 的结合位点，并且这种相互作用取决于 plectin 的肌节蛋白结合结构域的存在。ITGB4 中的两个突变，arg1281 到 trp（R1281W; 147557.0014 ） 和 arg 1225 到 his（R1225H;147557.0015 ），位于第二个 FNIII 重复；R1281W 位于连接 2 个 β 链的环区，而 R1225H 位于第二个 FNIII 重复的 N 末端。科斯特等人（2001）证明这些突变使 β-4 无法与 plectin 相互作用并阻止 plectin 在半桥粒中的定位。

▼ 分子遗传学

中间交界性大疱性表皮松解症 5A

井上等人（2000）研究了一名 68 岁的日本男性，该男性具有典型的非 Herlitz JEB 特征，无幽门闭锁（JEB5A; 618716 ），他在 ITGB4 基因（G931D; 147557.0012 ） 中具有纯合错义突变。他有终生创伤引起的皮肤脆弱，但没有胃肠道症状或既往腹部手术史。

Jonkman 等人，在一名 49 岁的女性中，出生时手脚有轻度水疱，指甲营养不良伴甲弯曲，牙釉质发育不全，无幽门闭锁（2002）在 ITGB4 基因（ 147557.0013 ） 中发现了一个杂合的 2-bp 缺失。她也被认为是一个无效等位基因的杂合子，因为在体外没有检测到全尺寸蛋白质，并且在体内不存在表位 450-11 A。

结节性大疱性表皮松解症 5B 伴幽门闭锁

维达尔等人（1995）在与幽门闭锁相关的交界性大疱性表皮松解症患者（JEB5B; 226730 ） 中发现了 2 个复合杂合性突变（ 147557.0001和147557.0002 ）。

据报道，一些伴有幽门闭锁的大疱性表皮松解症病例随着年龄的增长而改善。在一名从严重 JEB-PA 改善到轻度 JEB-PA 的患者中，Chavanas 等人（1999）发现 ITGB4 基因（147557.0011和147557.0007）中 2 个剪接位点突变的复合杂合性。对 mRNA 的分析表明，其中 1 个突变阻止了 β-4 pre-mRNA 的合法剪接。通过将患者的角质形成细胞接种在受辐射的成纤维细胞的饲养层上，可以在体外恢复功能性剪接。用含有内含子 31 的带有或不带有突变的 ITGB4 小基因转染的野生型角质形成细胞中 mRNA 的研究证实了在 JEB-PA 中的致病作用。

中野等人（2001 年）在先天性幽门闭锁的大疱性表皮松解症患者中发现了 11 个新的 ITGB4 突变。四个突变预测了提前终止密码子，7 个是错义突变。在当时报告的 33 种突变中，那些导致密码子提前终止的突变与致死变异有关，而错义突变在非致死形式中更为普遍。一般来说，受影响皮肤的间接免疫荧光研究显示，在致死病例中，β-4 整合素染色呈阴性，在非致死病例中呈阳性但减弱，并与临床表型相关。

▼ 动物模型

除了促进细胞粘附和细胞骨架组织外，基底膜还影响细胞的增殖和分化。基底膜对细胞行为的影响可能是由整合素介导的。整合素 β-4 亚基的细胞质结构域介导与半桥粒细胞骨架的结合和信号转导蛋白 SHC（ 600560 ） 的募集。为了检查这些相互作用在发育过程中的重要性，Murgia 等人（1998 年）产生了携带 β-4 细胞质结构域靶向缺失的小鼠。对纯合突变小鼠的分析表明，无尾 α-6/β-4 与层粘连蛋白 5 有效结合（见600805），但无法与细胞骨架整合。因此，这些小鼠在出生时表现出广泛的表皮脱离，然后立即死于类似于人类幽门闭锁的交界性大疱性表皮松解症。此外，Murgia 等人（1998）发现了一个显着的增殖缺陷。具体而言，肠上皮中的前体细胞数量减少，这些前体细胞仍然粘附在基底膜上，在完整的皮肤区域中，有丝分裂后的肠上皮细胞显示细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂 p27（Kip） 的水平增加（ 600778）。这些发现表明，β-4 尾介导的相互作用对于分层上皮细胞与基底膜的稳定粘附以及分层和简单上皮细胞增殖区室的适当细胞周期控制至关重要。

ERBB2（ 164870 ） 的扩增在侵袭性乳腺肿瘤中很常见，并且与预后不良相关。郭等人（2006 年）发现，在 Erbb2 诱导的乳腺癌小鼠模型中，β-4 整合素信号结构域的缺失抑制了肿瘤发作和侵袭性生长。体外研究表明，β-4 与 Erbb2 形成复合物，增强了 Stat3（ 102582 ） 和 Jun（ 165160 ） 的激活。Stat3 有助于破坏上皮粘附和极性，而 Jun 是过度增殖所必需的。β-4 信号域的缺失增强了 Erbb2 靶向治疗的疗效。郭等人（2006）得出结论，β-4整合素通过放大ERBB2信号促进肿瘤进展，是乳腺癌治疗的潜在靶点。

▼ 等位基因变体（ 16 个示例）：

.0001 大疱表皮松解症，联合 5B，幽门闭锁
ITGB4，1-BP INS，3801T
维达尔等人（1995）发现与幽门闭锁相关的大疱性交界性表皮松解症婴儿的 ITGB4 基因突变的复合杂合性（JEB5B; 226730）。父母没有受到影响，也没有关系。出生时，婴儿出现左手幽门闭锁和皮肤发育不全。出生后不久发现口周水疱和口腔黏膜、食道上段和角膜糜烂。幽门闭锁在 2 周龄时接受了手术治疗。在 8 周大的手术过程中，发现胃上皮糜烂。在 8 个月大时，皮肤水疱感染导致婴儿全身感染和死亡。在从母体遗传的等位基因中，在核苷酸 3801 之后的内含子 5' 末端的第二个碱基之后发现了一个 T 的插入。预计这会导致整合素 β-4 亚基的细胞质结构域缩短. 该突变被命名为3801+2insT。

.0002 大疱性表皮松解症，结节 5B，幽门闭锁
ITGB4，1-BP DEL，1150G
在与幽门闭锁相关的 JEB 患者（JEB5B; 226730 ） 中，Vidal 等人（1995）发现从父亲遗传的突变等位基因缺失了 ITGB4 cDNA 序列。这种突变，1150delG，导致缺失下游 168-bp 的过早终止密码子，预测在残基 409 处终止的截短的 β-4 多肽。

.0003 大疱性表皮松解症，交界处 5B，伴有幽门闭锁
ITGB4、LEU156PRO
ITGA6 和 ITGB4 基因的突变已在患有先天性幽门闭锁的致死性大疱性表皮松解症患者中得到证实（JEB5B; 226730 ）。普尔基宁等人（1998 年）首次证明了具有先天性幽门闭锁的非致命性大疱性表皮松解症中的 ITGB4 突变。该患者是错义突变（L156P） 和无义突变（R554X; 147557.0004 ） 的复合杂合子）。脯氨酸的亮氨酸取代影响了在不同的人类、啮齿动物和果蝇整合素-β 多肽中保守的残基，并破坏了多肽片段的α-螺旋形成。如通过 RT-PCR 确定的，无义突变伴随着无法检测到的相应 mRNA 转录物水平。当与过早终止密码子突变相结合时，错义突变的存在可以解释该患者皮肤较温和的水疱倾向。先证者是一名 18 个月大的男性，非近亲结合的产物。幽门闭锁在出生时被诊断出来，并在 3 天大时进行手术治疗。手术后，在暴露于机械创伤的部位发现皮肤水疱，水疱愈合后没有明显的疤痕、粟粒疹或色素变化。然而后来，只是偶尔出现水泡，主要发生在膝盖和脚趾等创伤部位，一些脚趾甲出现营养不良。粘膜未受累。

.0004 大疱性表皮松解症，联合 5B，幽门闭锁
ITGB4、ARG554TER
用于讨论在患有先天性幽门闭锁（JEB5B; 226730 ） 的致死性大疱性表皮松解症患者中以复合杂合状态发现的 ITGB4 基因中的 arg554-to-ter（R554X） 突变，Pulkkinen 等人（1998），见147557.0003。

.0005 大疱性表皮松解症，联合 5B，幽门闭锁
ITGB4、CYS61TYR
普尔基宁等人（1998）指出，患有幽门闭锁的大疱性表皮松解症致死变异体（JEB5B; 226730 ） 的患者通常具有导致蛋白质过早终止的突变，而错义突变可能导致非致死性表型。导致致命表型的错义突变涉及半胱氨酸残基（C61Y）。

.0006 大疱性表皮松解症，交界处 5B，伴有幽门闭锁
ITGB4、CYS562ARG
普尔基宁等人（1998）发现 3 名患有非致命性大疱性表皮松解症伴幽门闭锁的患者中的 1 名（JEB5B; 226730 ） 是 ITGB4 基因中 cys562-to-arg（C562R） 错义突变的纯合子。

.0007 大疱性表皮松解症，结节 5B，幽门闭锁
ITGB4，IVS30DS，GA，+1
Mellerio 等人（1998）报道了 2 例不相关的伴有幽门闭锁的大疱性交界性表皮松解症患者（JEB5B; 226730 ），他们幸存到儿童早期，并伴有轻度皮肤受累。一名患者是外显子 30（3793+1G-A） 中的剪接位点突变和外显子 36（W1478X; 147557.0008 ） 中的无义突变的复合杂合子。第二名患者是复合杂合子，外显子 3（C38R; 147557.0009） 有错义突变，外显子 36（4776delG; 147557.0010 ）有 1-bp 缺失）。尽管预测无义和缺失突变会导致β-4整合素mRNA水平显着降低，但第二个等位基因上存在的错义或剪接位点突变可能能够合成一些功能性的β-4多肽，尽管受到干扰。

.0008 大疱表皮松解症，结节 5B，幽门闭锁
ITGB4、TRP1478TER
Mellerio 等人讨论了在患有幽门闭锁的大疱性交界性表皮松解症患者（JEB5B; 226730 ）中发现的复合杂合状态的 ITGB4 基因中的 trp1478-to-ter（W1478X） 突变（1998），见147557.0007。

.0009 大疱性表皮松解症，联合 5B，伴有幽门闭锁
ITGB4、CYS38ARG
Mellerio 等人讨论了在患有幽门闭锁的大疱性交界性表皮松解症（JEB5B; 226730 ）患者中以复合杂合状态发现的 ITGB4 基因中的 cys38-to-arg（C38R） 突变（1998），见147557.0007。

.0010 大疱性表皮松解症，联合 5B，伴有幽门闭锁
ITGB4，1-BP DEL，4776G
Mellerio 等人讨论了在患有幽门闭锁的大疱性交界性表皮松解症（JEB5B; 226730 ）患者中以复合杂合状态发现的 ITGB4 基因（4776delG） 中的 1 bp 缺失（1998），见147557.0007。

.0011 大疱性表皮松解症，交界处 5B，伴有幽门闭锁
ITGB4，IVS31DS，TA，-19
查瓦纳斯等人（1999）报道了一名患者，该患者代表了罕见的大疱性表皮松解伴幽门闭锁（JEB5B; 226730 ） 随着年龄的增长而改善。先证者是一个 14 岁的男孩，他是非近亲父母的孩子，他在出生时就出现了严重 PA-JEB 的所有特征，包括广泛的皮肤水疱、幽门闭锁和尿道膀胱闭塞。然而，随着孩子的成长，起水泡的趋势减少了，他的皮肤和上皮细胞获得了对创伤的抵抗力。在 14 岁时，水泡的诱发需要长时间摩擦皮肤。在该患者中，Chavanas 等人（1999）发现了内含子 30 剪接供体位点突变的复合杂合性（3802+1G-A; 147557.0007） 和 ITGB4 基因内含子 31 中核苷酸 3986-19 处的新 T 到 A 颠换。

.0012 表皮松解 BULLOSA，JUNCTIONAL 5A，中间
ITGB4、GLY931ASP
Inoue 等人在一名 68 岁男性中，患有典型的非 Herlitz 交界性大疱性表皮松解症（JEB5A; 619816 ），没有幽门闭锁（2000）报道了纯合 ITGB4 gly931-to-asp（G931D） 突变。该患者是近亲交配的产物，有先天性水疱病史，自 12 岁起反复尿道狭窄，自儿童起进行性脱发，30 岁时失去恒牙列，指甲营养不良，耻骨和腋窝缺失头发。没有胃肠道症状或既往腹部手术史。该突变是核苷酸 2792 处的 G 到 A 转变，产生了一个新的 BsmF1 切割位点。

.0013 表皮松解 BULLOSA，JUNCTIONAL 5A，中间
ITGB4，2-BP DEL，4733CT
琼克曼等人（2002）报道了一名患者由于 ITGB4 基因中的 2 bp 杂合缺失（4733delCT） 导致外显子 36 的框内跳跃和框内跳跃，因此患者的主要特征是仅限于手和脚的单纯性大疱性表皮松解症（JEB5A; 619816 ）在整合素 β-4 的细胞质结构域中的第三个纤连蛋白 III 型重复序列中推断出 50 个氨基酸缺失（1450-1499）。尽管在伴有幽门闭锁的大疱性表皮松解症中报道了 ITGB4 基因的外显子 36 的突变（226730）（见147557.0007），该患者无幽门闭锁病史。患者为 49 岁女性，出生时手足有轻度水疱、指甲营养不良伴甲癣和牙釉质发育不全。皮肤水泡的电子显微镜和抗原图显示分离水平在表皮内，通过半桥粒的附着斑块在基底角质形成细胞中较低。免疫荧光显微镜显示单克隆抗体 450-11 A 与整合素 β-4 胞内结构域上的第三个纤连蛋白 III 重复序列的结合缺失，而识别多肽氨基末端和羧基末端表位的单克隆抗体减少了结合。免疫印迹分析显示 5 kD 较短的 β-4 多肽。该患者还被认为是无效等位基因的杂合子，因为在体外未检测到全尺寸蛋白质，并且在体内不存在表位 450-11 A。这些数据表明，整合素 β-4 细胞质结构域中第三个纤连蛋白 III 型重复序列的缺失，被认为与 BP180/XVII 型胶原蛋白相互作用。113811 ），在临床上具有致病性并导致轻度表型。虽然Jonkman 等人（2002）指出皮肤分离水平是表皮内的（即，与单纯性大疱性表皮松解症中所见的一致），他们指出，在患有幽门闭锁的 JEB 患者中，曾报道基底细胞中的“假连接”分裂非常低。 ITGB4 基因中的突变（例如，Pulkkinen 等人（1998），Mellerio 等人（1998））。

.0014 大疱性表皮松解症，联合 5B，幽门闭锁
ITGB4, ARG1281TRP
在 2 名伴有幽门闭锁的大疱性表皮松解症患者（JEB5B；226730）中，Pulkkinen 等人（1998）描述了 ITGB4 基因中的 arg1281 到 trp（R1281W） 突变。1 名患者的突变是纯合的，而另一名患者的复合杂合具有另一个错义突变。科斯特等人（2001）报道这种突变导致整合素 β-4 无法与 plectin（ 601282 ） 相互作用并阻止 plectin 在半桥粒中的定位。

.0015 大疱性表皮松解症，联合 5B，伴有幽门闭锁
ITGB4, ARG1225HIS
在患有幽门闭锁的大疱性表皮松解症患者（JEB5B; 226730 ） 中，Nakano 等人（2001）在 ITGB4 基因中发现了一个 arg1225-to-his（R1225H） 突变。突变发生在复合杂合性中。患者的水疱倾向随时间而改善。科斯特等人（2001）报道这种突变导致整合素 β-4 无法与 plectin（ 601282 ） 相互作用并阻止 plectin 在半桥粒中的定位。

.0016 大疱性表皮松解症，交界处 5B，伴有幽门闭锁
ITGB4, 2,279-BP DEL
Carmi 等人描述的来自以色列南部的原始贝都因亲属的受影响成员患有大疱性表皮松解症伴幽门闭锁和先天性皮肤发育不全（JEB5B; 226730 ）（1982 年）和Maman 等人（1998），伯恩鲍姆等人（2008）在 3 个受影响的家庭成员中鉴定了 ITGB4 基因的部分外显子 27 和所有外显子 28-30 中的纯合 2,279-bp 框内缺失。删除包括真正的外显子 27 的 5-prime 剪接位点，该位点创建了一个新的神秘 5-prime 剪接位点，导致整合素 β-4 最终转录本中的 570-bp 缺失。该突变产生了 190 个氨基酸（1075-1266） 的框内缺失。在该家族中删除的 ITGB4 片段编码第一对纤连蛋白 III 型（FNIII） 重复序列。伯恩鲍姆等人（2008）认为缺失影响了基底膜的完整性和半桥粒的组装，从而消除了对正常皮肤结构的控制。