Dent综合征

CLCN5基因编码一个电压门控氯离子通道，该通道属于氯离子通道（CLC）家族的独特分支，也包括CLCN3（600580）和CLCN4（302910）（Fisher等，1995）。

细胞遗传学位置：Xp11.23
基因座标（GRCh38）：X：49,922,595-50,099,230

▼ 克隆和表达
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通过定位克隆在登特氏病（300009）家族中鉴定的Xp11.22染色体上的微缺失，Fisher等（1994）从人肾脏cDNA文库分离了编码序列。序列分析表明，CLCN5（他们称为CLCK2）编码了电压门控氯化物通道CLC系列的新成员。9.5kb的mRNA转录物主要在肾脏中表达。

Fisher等（1995）描述了CLCN5的完全开放解读码组的分离和表征，其编码与电压门控氯离子通道家族的所有已知成员具有显着同源性的推导的746个氨基酸的蛋白质。

▼ 基因结构
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Fisher等（1995）确定CLCN5基因包含12个外显子并且横跨25到30 kb基因组DNA。

▼ 测绘
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通过位置克隆，Fisher等（1994）在Xp11.22的Dent疾病的最小候选区域（300009）中鉴定了CLCN5基因。

在对老鼠X染色体近端区域进行高分辨率比较绘图的过程中，Blair等人（1995）证明了Clcn5基因相对于其他人的位置。

▼ 生化特征
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Dutzler等（2002年）介绍了两个鼠伤寒沙门氏菌和大肠杆菌的原核CLC氯化物通道的X射线结构，分别在3.0和3.5埃。两种结构均显示2个相同的孔，每个孔由同型二聚体膜蛋白中包含的单独亚基形成。

▼ 基因功能
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Gunther等（1998年）表明，CLCN5基因在肾近端小管细胞中表达，通常是内吞酶通过肾小球滤过细胞。在吸收密集的区域内，CLC5与H（+）-ATPase和内部化的蛋白质共定位，在刷状组织边界以下的区域中，表达最高。CLCN5定位于收集导管插入细胞中的顶端细胞内囊泡，并与质子泵共定位于α插入细胞中。在转染的细胞中，CLC5与内吞的α-2-巨球蛋白共定位。与GTPase缺陷型rab5突变体共转染导致扩大的早期内体，对CLC5染色。Gunther等（1998） 提示CLC5可能是近端肾小管内吞的必不可少的因素，它通过提供一种有效分流内吞途径中囊泡的必要分流器来解释在Dent病中观察到的蛋白尿。

Devuyst等（1999年）产生针对人CLC5的特异性抗血清，并通过免疫印迹法在人肾皮质和髓质中鉴定出一条对应于CLC5的83 kD条带。免疫组织化学显示CLC5在近端小管和Henle环的厚上升肢内衬的上皮细胞中以及在收集管的插入细胞中表达。人类肾脏的亚细胞分离研究确定，CLC5的分布与Rab4的分布最紧密相关，Rab4是回收早期内体的标志。共聚焦显微镜使用内源性表达CLC5的负鼠肾细胞的近端肾小管细胞模型显示，CLC5与含白蛋白的内吞囊泡共定位，后者形成受体介导的内吞途径的一部分。

如Novarino等人所述（2010年），CLC5是2氯化物（Cl-）/质子（H +）交换剂，而不是氯离子通道（请参阅Picollo和Pusch，2005年；Scheel等人，2005年；以及Zifarelli和Pusch，2009年）。

▼ 分子遗传学
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劳埃德等（1996）确定了11个突变在CLCN5基因在8个亲缘族的受影响的成员与登特病（参见，例如，300008.0001 - 300008.0004）2个科与X连锁隐性肾结石（310468 ; 300008.0005 - 300008.0006），和1个家庭用X 连锁隐性低磷酸盐血症性ets病（300554 ; 300008.0007）。所有4个错义突变都限于预测的跨膜结构域。体外功能表达研究表明，该突变显着降低或消除了向外整流的氯化物电流。

Lloyd等人在来自4个不相关的日本亲戚中的低分子量蛋白尿（308990）的患病成员中（1997）确定了CLCN5基因4个不同的突变（300008.0001 ; 300008.0008 - 300008.0010）。Nakazato等（1997年）确定了两个低分子量蛋白尿的日本家庭的受影响成员中的CLCN5基因突变。Akuta等（1997）在10名与日本无关的低分子量蛋白尿，高钙尿症和肾钙化病患者中，有7名发现了CLCN5基因突变。他们估计，日本患有该疾病的患者中有70％以上的患者患有CLCN5基因突变。

在8位无关的Dent疾病患者中，Cox等（1999）发现CLCN5基因中的3个无意义突变，4个单密码子缺失和1个受体剪接共有序列突变。在对不相关的正常个体的研究中未发现这些突变。所有的突变都预测氯化物通道被截断，这很可能导致功能丧失。

在非洲爪蟾卵母细胞中各种突变CLCN5 cDNA的异源表达后，Ludwig等（2005）观察到，除了R516W和R648X（300008.0002）变体之外，没有突变的蛋白诱导功能性氯化物电流或到达质膜。测试的错义突变分布在不同的跨膜区域，这表明膜中正确的通道结构和方向不仅是正确的CLCN5功能的前提，也是高尔基体退出的前提。R648X突变体虽然功能受损（占野生型电流的30％），但表面表达却显着增加。

Tosetto等（2009年）在30例临床上怀疑患有Dent疾病的意大利患者中，有16例（53％）在CLCN5基因中鉴定出突变，包括15例新突变（参见例如300008.0014）。大部分错义突变预计发生在CLCN5二聚体界面所涉及的螺旋区域中。

▼ 动物模型
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Piwon等（2000）通过靶向破坏Clcn5基因创建了Dent疾病的小鼠模型。Clcn5-/-小鼠由于顶部近端小管内吞作用的强烈减少而具有蛋白尿。受体介导的和细胞相的内吞作用均受到影响，并且顶端转运蛋白NaPi2和Nhe3（182307）的内在化减慢了。然而，在稳定状态下，两种蛋白质都从质膜重新分布到细胞内囊泡。Piwon等（2000）推测这可能是由于腔内甲状旁腺激素（PTH; 168450）受体刺激的增加引起的（参见168468）是由于观察到的PTH的肾小管内吞作用减少。腔内PTH浓度的增加也应该刺激了25-羟基维生素D3向活性激素的羟基化。然而，这将通过前体25-羟基维生素D 3的尿流丢失来抵消。这些对立的作用之间的平衡（两者都是继发于近端肾小管内吞作用的缺陷）可能决定了是否会出现高钙尿症和肾结石。Piwon等（2000年）表明，CLC5对于近端小管的有效内吞作用至关重要。CLC5是第一个在囊泡转移中起作用的细胞内氯通道。Piwon等（2000年）认为他们的小鼠模型强烈暗示与钙稳态，高血尿和低钙尿有关的激素改变是PTH和25-羟基维生素D3的根尖内吞缺陷的间接作用。这可以解释氯通道的缺陷如何导致肾结石。

在非洲爪蟾卵母细胞中，Schwake等（2001）发现，突变引入Clcn5基因的C末端内在化的PY基序增加表面表达和通道的电流约2倍。对野生型和突变型泛素蛋白连接酶WWP2（602308）和Rab5（179512）的进一步研究表明，PY突变体Clcn5的表面表达延长是由于通道的细胞转移变化引起的，并且Clcn5的内吞作用取决于相互作用这些其他内吞蛋白的内在化信号。

Christensen等（2003）测试了由Dent疾病和基因敲除小鼠中的CLCN5通道丢失引起的内吞衰竭是否主要反映了由转移缺陷引起的多配体受体megalin（600073）和cubilin（602997）的重吸收损失（125）I标记的β-2-微球蛋白（109700）的摄取显着降低证明了Clcn5基因敲除小鼠的肾脏近端小管细胞的蛋白质内吞作用受损），但不包括液相示踪剂FITC-葡聚糖；通过注射过氧化物酶减少内体的标记，并减少内源性巨蛋白/胆红素配体维生素D和视黄醇结合蛋白的标记；低分子量蛋白质和选择性cubilin配体转铁蛋白的尿液和尿液的出现（190000）。结果表明，近端小管细胞中的巨蛋白和cubicin总体下降，并且在刷状缘处选择性丢失。相反，限速内吞催化剂Rab5a和Rab7的总含量（602298）不受影响。因此，由Clcn5无效引起的蛋白质内吞功能受损主要反映了近端小管细胞中巨蛋白和cubicin的转移缺陷。

Novarino等（2010）生成了带有解偶联的E211A突变的小鼠，该突变将ClC5转化为纯氯离子导体。敲除ClC5的小鼠肾内体的ATP依赖性酸化降低，但携带E211A突变的小鼠正常。但是，它们的近端肾小管内吞作用也受损。Novarino等（2010年）得出结论，ClC5升高以交换质子ATPase积累的质子的内体氯化物浓度可能在胞吞作用中起作用。

亚历克斯等（2010）显示，通过疾病和组织学活性指数以及髓过氧化物酶（MPO; 606989）活性的测量，小鼠中Clcn5的丧失加剧了葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导的溃疡性结肠炎（266600）。多重血清细胞因子分析，以及结肠黏膜的免疫荧光和蛋白质印迹分析表明，Th1 / Th17轮廓增强，Tcl1（191160），Il6（147620）和Il17（603149）在Clcn5-/中的全身和局部表达增加-DSS诱导的溃疡性结肠炎小鼠。基线II6和磷酸化Ikb（NFKBIA; 164008）在Clcn5-/-小鼠中较高。高维生素D饮食可减轻Clcn5-/-小鼠的结肠炎。亚历克斯等（2010年）得出结论，CLCN5参与溃疡性结肠炎的免疫发病机制。

▼ 等位基因变异体（14个示例）：
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.0001凹陷疾病1
包括蛋白尿，低分子量，伴高钙化和肾炎
CLCN5，TRP279TER
劳埃德等人在患有登特氏病的家庭的受灾成员中（300009）（1996年）确定了CLCN5基因的G到A过渡，导致了trp279到ter（W279X）的取代。预测该突变会导致从D6区到C端丢失469个氨基酸。

劳埃德等（1997年）在患有特发性低分子量蛋白尿伴高钙化肾钙化病的日本家庭的受影响成员中发现了W279X突变（308990）。

.0002凹痕疾病1
CLCN5，ARG648TER
劳埃德等人在患有登特氏病的家庭的受灾成员中（300009）（1996年）确定了CLCN5基因的C到T过渡，导致arg648到ter（R648X）取代。预测该突变会导致蛋白质的胞质C末端丢失100个氨基酸，从而删除域D13，该域在所有真核氯化物通道蛋白中都是保守的。

劳埃德等（1997年）在另一个患有Dent疾病的家庭中鉴定出R648X突变。

.0003凹痕疾病1
CLCN5，LEU200ARG
劳埃德等人在患有登特氏病的家庭的受灾成员中（300009）（1996年）确定了CLCN5基因的T到G转换，导致leu200到arg（L200R）取代。预测突变会破坏蛋白质结构域D3中的电荷分布。

.0004牙病1
CLCN5，SER520PRO
劳埃德等人在患有登特氏病的家庭的受灾成员中（300009）（1996年）确定了CLCN5基因的T到C转换，导致ser520到pro（S520P）取代。预计该突变会破坏D11中的螺旋。

.0005 NEPHROLITHIASIS，X连锁接收
CLCN5，ARG704TER
劳埃德等人在患有X连锁隐性肾病的家庭中受影响的成员（310468）（1996年）确定了CLCN5基因的C到T过渡，导致arg704到ter（R704X）取代。预测该突变会导致蛋白质胞质C末端丢失42个氨基酸，从而删除结构域D13，该结构域在所有真核氯化物通道蛋白中都是保守的。

.0006 NEPHROLITHIASIS，X连锁接收
CLCN5，GLY506GLU
Lloyd等人在X连锁隐性肾结石病家族成员中受到影响（1996年）确定了CLCN5基因的G到A过渡，导致了从gly506到glu（G506E）的取代。预计该突变会破坏域D11中的电荷。

.0007低磷HAT病，X连锁接收
CLCN5，SER244LEU
在Bolino等人报道的具有X连锁隐性低磷酸盐hypo病的意大利家庭的受影响成员中（300554）（1993），Lloyd等（1996年）确定了CLCN5基因的C到T过渡，导致ser244到leu（S244L）取代。预测该突变将破坏D5中的螺旋。功能表达研究表明，突变体S244L通道已减少但并未消除氯离子的传导。

Oudet等（1997年）报道了第二个S244L突变家族，但表型比Lloyd等人报道的家族轻（1996）。该家庭由Oudet等人报道（1997）既没有肾钙化也没有肾结石病。但是，受影响的个体比劳埃德等人报告的家庭显着年轻（1996）。

.0008蛋白尿，低分子量，伴高钙化和肾炎
CLCN5，TRP343TER
Lloyd等在日本家庭的低分子量蛋白尿伴高钙尿症和肾钙化病相关患者中（308990）（1997年）确定了CLCN5基因的G到A过渡，导致了trp343到ter（W343X）的取代。

.0009蛋白尿，低分子量，伴高钙化和肾炎
CLCN5，1-BP DEL，2085C
Lloyd等人在患有特发性低分子量蛋白尿伴高钙化肾钙化病的日本家庭的受影响成员中（308990）（1997年）在CLCN5基因中鉴定出一个1 bp的缺失（2085delC），导致该蛋白移码并在699位密码子处提前终止。

.0010蛋白尿，低分子量，伴高钙化和肾炎
CLCN5，ARG280PRO
Lloyd等人在患有特发性低分子量蛋白尿伴高钙化肾钙化病的日本家庭的受影响成员中（308990）（1997年）确定了CLCN5基因中的arg280-to-pro（R280P）突变。与野生型相比，该突变在非洲爪蟾卵母细胞中的异源表达表明通道活性降低了70％。

.0011肾病，X线接收
CLCN5，GLY57VAL
Schurman等在2名同母异母的兄弟姐妹中，有X连锁隐性肾结石病（310468）（1998年）确定了CLCN5基因的突变，导致了gly57-to-val（G57V）取代。这些男孩因筛查尿液分析中发现的微血尿和蛋白尿而被转诊。家族病史显示，外祖母和男表亲反复肾结石后肾功能衰竭，而哥哥则复发肾结石。

.0012凹痕疾病1
CLCN5，ALU INS，EX11
Claverie-Martin等（2003）研究了一名西班牙登特氏病患者（300009），并通过PCR扩增了CLCN5外显子，发现一个异常大的外显子11。序列分析表明，在密码子650中插入了一个从头产生的345-bp Alu元素。在孕妇染色体上。多态性分析表明该插入发生在外祖母的种系中。一个长的poly（A）束的存在和目标位点重复16 bp的证据表明，Alu元素是通过逆转位整合的。该突变预测CLC5蛋白被截短。

Claverie-Martin等（2005年）报道了以前由Claverie-Martin等人报道的该家族中Alu插入的进一步研究（2003）。血液DNA的PCR扩增显示，Alu插入导致CLCN5 pre-mRNA的异常剪接和外显子11的跳过。所得的截短蛋白缺少C末端的一部分，包括PY和CBS2结构域，这对于分选和筛选至关重要。氯通道功能。另外，在插入位点有2个保守的外显子剪接增强子序列。

.0013凹痕疾病1
CLCN5，GLY260VAL
Tosetto等（2006年）在来自意大利北部患有晚期肾病和肾结石的25名男性中，有1名在CLCN5基因的第7外显子中发现了1070G-T颠倒，导致gly260-to-val（G260V）取代。该发现与登特氏病一致（300009）。通过家庭检查，在另外2个年轻男性亲戚中发现了G260V突变。两者均患有轻度蛋白尿，其中之一也患有钙尿过多。

.0014凹痕疾病1
CLCN5，IVS8DS，GT，+ 1
Tosetto等人在患有Dent疾病的患者中（300009）（2009年）在CLCN5的内含子8中鉴定出G到T的转化，导致剪接位点突变和缺少外显子8部分的mRNA转录物的产生，这通过RT-PCR分析得到了证实。突变使该蛋白在361位密码子处被截短。