成骨不全症，XV 型

Int 癌基因，包括 Int1，首先被确定为小鼠乳腺肿瘤病毒（MMTV）在乳腺癌中插入激活的靶标。Int2（见164950）和 Int3（见164951）基本上是不相关的基因；命名的相似性是基于作为 MMTV 插入突变的目标的标准。

▼ 克隆与表达

努塞等人（1991）提出将 INT1 基因命名为 WNT1（发音为“wint 1”），因为它既是 INT 基因，又是果蝇“无翅”基因的同源物。WNTs 是一个分泌型糖蛋白家族，已被证明与许多生物体的多种发育过程有关。该家族的原型是果蝇蛋白质“无翼”，它在胚胎发生过程中充当节段极性基因，随后参与其他身体部位的模式形成。加文等人（1990）分离出 7 个鼠类 Wnt 家族成员；Wolda 和 Moon（1992）分离了 7 个非洲爪蟾 Wnt 家族成员。麦克马洪（1992）讨论了发育调节因子的 Wnt 家族，特别是关于小鼠乳腺和小鼠乳腺肿瘤的发展。INT1 在 9 至 10 天大的小鼠胚胎的胎儿大脑和脊髓中具有高度特异性（时间和空间）表达模式，但已被证明仅在 1 个成人组织中表达，即肌萎缩后精子细胞。INT1 的果蝇同系物是“无翅”，一种节段极性基因。间接证据表明 INT1 是分泌的并且“wingless”的产物是一种可扩散的基因产物，这表明这些蛋白质是分泌的生长因子。

▼ 基因结构

通过分析人类基因组草图序列，Kirikoshi 等人（2001）确定 WNT1 由 4 个外显子编码，并在小于 7 kb 的间隔内以头对头方式与 WNT10B（ 601906 ）聚类。他们讨论了通过复制祖先的 WNT 基因簇来起源 WNT 基因簇的可能性。

▼ 基因功能

李等人（2004）证明 WNT/β-连环蛋白（ 116806 ）在迁移的小鼠神经嵴干细胞中的信号激活对种群大小几乎没有影响，而是调节命运决定。神经嵴细胞中持续的 β-连环蛋白活性促进了体内感觉神经细胞的形成，而牺牲了几乎所有其他神经嵴衍生物。此外，Lee 等人（2004）证明 WNT 能够指导早期神经嵴干细胞以 β-连环蛋白依赖性方式采用感觉神经元的命运。因此，Lee 等人（2004）得出结论，WNT/β-连环蛋白在干细胞中的作用取决于细胞类型。

克莱伯等人（2005）发现 Bmp2（ 112261 ）信号传导拮抗 Wnt/β-连环蛋白的感觉命运诱导活性。Wnt 和 Bmp2 协同作用以抑制分化并维持小鼠神经嵴干细胞标志物的表达和多能性。

在转基因小鼠的研究中，Riccomagno 等人（2005）证明，耳囊背侧区域的 Wnt3a（ 606359 ）和 Wnt1 信号传导调节前庭形态发生所必需的基因（即 Dlx5/ 6、600029、600030；Gbx2、601135 ）的表达。此外，他们发现 Wnt 靶基因对背侧耳囊的限制也受到 Shh（ 600725 ）的影响。里科马尼奥等人（2005）建议 Wnt 和 Shh 信号活动之间的平衡是区分前庭和听觉细胞类型的关键。

Dequeant 等人使用小鼠前体中胚层转录组的微阵列研究（2006 年）证明，与此过程相关的振荡器，即分段时钟，驱动了参与细胞信号传导的大型循环基因网络的周期性表达。在每个周期中，Notch（见190198）-成纤维细胞生长因子（FGF）和 Wnt 通路的互斥激活表明这 3 种通路的协调调节是时钟振荡器的基础。Dequeant 等人（2006）从 40 个 19 到 23 个体节的小鼠胚胎中收集了前体中胚层样本，并使用它们的 Lfng（ 602576）表达模式作为选择覆盖整个振荡周期的 17 个样本的代理。8 个已知的小鼠循环基因中的 6 个，Hes1（ 139605 ）、Hes5（ 607348 ）、Hey1（ 602953 ）、Lfng、Axin2（ 604025 ）和 Nkd1（ 607851 ），被鉴定为周期为 94、102、112、81，分别为 102 分钟和 112 分钟。确定了两个集群。一个簇包含 Notch 途径的已知循环基因：Hes1、Hes5 和 Hey1，以及 Id1（ 600349 ）。该集群还包含 Nrarp，它是 Notch 信号的直接目标。与 Notch 通路在同一簇中的是 FGF-MAPK 通路的成员，包括 Spry2（ 602466 ）和 Dusp6（ 602748 ））。第二个周期性基因簇包含与 Notch-FGF 簇相反相位循环的基因；在这个簇中是与 Wnt 信号传导相关的大多数循环基因，包括 Dkk1（ 605189 ）、cMyc（ 190080 ）、Axin2、Sp5（ 609391 ）和 Tnfrsf19（ 606122 ）。

Sick 等人使用组合的实验和计算建模方法（2006）确定 Wnt 及其抑制剂 Dkk 是鼠毛囊间距的主要决定因素。转基因 Dkk 过表达降低了整体附件密度。内源性 Wnt 信号传导的适度抑制迫使卵泡在其他正常的形态发生程序中形成簇。生病等人（2006）得出结论，他们的结果证实了对 WNT/DDK 特定数学模型的预测，并为表皮附件形成的反应扩散机制提供了体内证实。

伊藤等人（2007 年）证明，在受伤后，毛囊在基因正常的成年小鼠中重新形成。再生的毛囊建立了干细胞群，表达了已知的毛囊分化分子标记，产生了毛干，并在毛囊周期的所有阶段进行。谱系分析表明，新生毛囊来自毛囊干细胞生态位之外的上皮细胞，表明伤口中的表皮细胞呈现毛囊干细胞表型。再上皮化后对 Wnt 信号传导的抑制完全消除了这种伤口愈合的毛囊发生，而表皮中 Wnt 配体的过表达增加了再生毛囊的数量。伊藤等人（2007）得出的结论是，成年人这些显着的再生能力支持了创伤诱导皮肤中的胚胎表型的观点，并且这为通过 Wnt 蛋白操纵毛囊新生提供了一个窗口。

通过微阵列分析，Hashimi 等人（2009）在培养的人单核细胞衍生的树突状细胞（MDDC）分化过程中以阶段特异性方式表达的 20 种 miRNA 中鉴定了 MIR21（ 611020 ）和 MIR34A（ 611172 ）。他们还发现 WNT1 是 MIR34A 的功能靶标，而 JAG1（ 601920 ）是 MIR21 和 MIR34A 的功能靶标。抑制 MIR21 和 MIR34A 或过表达 WNT1 和 JAG1 会阻止 MDDC 的分化并将其内吞能力降低到未成熟 DC 的特征水平。RT-PCR 和蛋白质印迹分析显示 MIR21 和 MIR34A 通过 WNT1 和 JAG1 的翻译抑制起作用。

▼ 测绘

通过对体细胞杂种的研究，INT1 致癌基因已被分配到 12 号染色体（Nusse 等人，1984 年）。区域本地化是 12pter-q14。小鼠同源物由小鼠 15 号染色体编码。Turc-Carel 等人（1987）通过原位杂交将 INT1 对应到 12q12-q13。Turc-Carel 等人（1987）发现在具有 t（12;16）（q13;p11）的粘液样脂肪肉瘤（ 151900 ）病例中 INT1 基因没有重排。通过原位杂交，Arheden 等人（1988）将 INT1 基因定位到 12q13。

▼ 分子遗传学

成骨不全症，XV 型

通过对分离 OI（OI15; 615220 ）的近亲土耳其家庭的受影响成员进行全外显子组测序和纯合子作图，Keupp 等人（2013）在 WNT1 基因中发现了一个纯合的 1-bp 重复（c.859dupC; 164820.0001 ）。凯普等人（2013）对另外 11 个具有常染色体隐性 OI 的家族中的整个 WNT1 编码区进行了测序，其中所有已知的受 OI 影响的基因都已被排除在外，并在 4 个家族中鉴定了另外 4 个纯合突变（参见，例如，164820.0002 - 164820.0003）。凯普等人（2013）证明改变的 WNT1 蛋白未能激活经典的 LRP5 介导的 WNT 调节的 β-连环蛋白信号传导。此外，体外培养的成骨细胞显示出 Wnt1 表达随着分化的进展而增强，表明 WNT1 在成骨细胞功能和骨发育中的作用。

在 4 个近亲家庭的受影响成员中，Pyott 等人将中度严重和进行性的 OI 隔离开来（2013）在纯合或复合杂合状态下鉴定了 WNT1 基因中的 5 种不同突变（参见，例如，164820.0004）。在3个家庭中，受影响的个体也有学习和发育迟缓，来自不同家庭的2个受影响的个体有脑部畸形。预计其中 2 个家族的突变会导致无义介导的 mRNA 衰变和 WNT1 的缺失。

Fahiminiya 等人对来自 3 个不相关家庭的 4 名受影响儿童进行了 OI 隔离（2013）在纯合或复合杂合状态下鉴定了 WNT1 基因中的 4 种不同突变（参见，例如，164820.0005 - 164820.0006）。除了多处长骨骨折外，所有受影响的人都身材矮小、骨密度低和严重的椎体压缩性骨折。

在 2 名患有严重成骨不全症的老挝苗族姐妹中，Laine 等人（2013）鉴定了 WNT1 基因中的纯合无义突变（S295X; 164820.0008 ）。父母双方都是该突变的杂合子。这位 44 岁的母亲在双能 X 线骨密度仪（DXA）和脊柱 X 光片上的骨矿物质密度（BMD）正常。这位 43 岁的父亲股骨 BMD 正常，但腰椎 BMD（椎体 L1 至 L4）的 z 评分为 1.8。他的身高正常（160 厘米）。他的脊柱 X 光片显示 L5 椎体上终板有轻度压缩畸形。莱恩等人（2013）证明，在体外，异常形式的 WNT1 蛋白显示出诱导经典 WNT 信号传导、它们的靶基因和矿化的能力受损。莱恩等人（2013）还表明小鼠 Wnt1 在骨髓中明显表达，尤其是在 B 细胞谱系和造血祖细胞中；谱系追踪鉴定了该基因在一部分骨细胞中的表达，表明在 XV 型 OI 和骨质疏松症中，造血和成骨细胞谱系细胞之间的 WNT 信号传导存在改变的串扰。

骨质疏松症，早发性，易感性

通过对来自 4 代家庭的 2 个受影响个体进行全外显子组测序，孤立早发性骨质疏松症和骨折（BMND16; 615221 ），Keupp 等人（2013）鉴定了 WNT1 基因中的杂合突变（R235W; 164820.0007 ）。该突变与家族中的表型分离，并且未在 Exome Variant Server 中列出的 13,000 多个等位基因中发现。另请参阅164820.0001。

在芬兰家庭的 10 名受影响成员中，将严重的早发性骨质疏松症和骨折分离到 12 号染色体上，Laine 等人（2013）鉴定了 WNT1 基因中的杂合错义突变（C218G; 164820.0009 ）。

▼ 动物模型

冢本等（1988）产生了在雄性和雌性小鼠的乳腺和唾液腺以及雄性生殖器官中异位表达高水平 Wnt1 RNA 的转基因小鼠。与非转基因同窝仔相比，雄性和处女雌性的乳腺明显增生。冢本等（1988 年）在这些动物中观察到的乳腺和（不太常见的）唾液腺癌的发生率表明 Wnt1 的转录激活和相关的增生正在引发多步癌发生的事件。

Thomas 和 Capecchi（1990）通过使用正负选择破坏小鼠胚胎干细胞中的 2 个 int1 等位基因之一，探索了 int1 在小鼠中的功能。然后使用该细胞系产生将突变等位基因传递给其后代的嵌合小鼠。无效突变杂合子小鼠正常且可生育，而突变纯合子小鼠表现出一系列表型，从出生前的死亡到严重共济失调的存活。在胚胎发生的几个阶段对纯合小鼠的检查显示中脑和后脑发育严重异常，表明 int1 蛋白在诱导中脑和小脑中的重要作用。

Lane（1967）首次描述的“摇摆”（sw）小鼠的特征是旋转行为和严重的小脑缺陷，这也存在于一些 OI 患者中。这些小鼠是 Wnt1 基因中自发的 1-bp 缺失（c.565delG）的纯合子，导致从密码子 189 开始的移码和缺失下游的 10 个密码子的过早终止（ Thomas et al., 1991 ）。乔恩等人（2014）指出，摇摆突变与人类 WNT1（E189X; 164820.0003 ）中与 OI 相关的无义突变发生在相同的密码子中。乔恩等人（2014）发现 sw/sw 小鼠出现了 OI 的主要特征，包括自发性骨折和由成骨细胞活性降低引起的严重骨质减少。生物力学分析表明，与野生型相比，sw/sw 骨强度降低。光谱分析表明，与野生型相比，sw/sw 骨基质的矿物质和胶原蛋白含量降低，这一发现与胶原蛋白相关形式的 OI 中的骨不同（见166200）。

▼ 等位基因变体（ 9个精选示例）：

.0001 成骨不全，XV 型
骨质疏松症，早发性，易感性，包括
WNT1，1-BP DUP，859C
Keupp 等人在 3 名受影响的近亲土耳其家庭成员中分离出中度至重度成骨不全症（OI15; 615220 ）（2013）通过全外显子组测序和纯合子作图鉴定了 WNT1 基因中的纯合 1-bp 重复（c.859dupC）。预计该突变会导致蛋白质 C 末端部分（His287ProfsTer30）的移码和早期截断。其中一名患者智力发育迟缓。父母均为杂合子携带者。凯普等人（2013）对其中 2 名患者的父母进行了骨密度测量，发现其中 1 名父亲在 42 岁时出现骨质疏松症的迹象（BMND16; 615221 ）；其他父母的正常测量值较低。

.0002 成骨不全症，XV 型
WNT1、IVS4DS、AG、+4
在分离成骨不全症（OI15; 615220）的近亲家族的受影响成员中， Keupp 等人（2013）在 WNT1 基因（c.624+4A-G）的外显子 3 中发现了供体剪接位点突变。凯普等人（2013）观察到，与对照相比，突变导致正常 WNT1 转录物显着减少，这表明突变转录物不稳定并被无义介导的 mRNA 衰变降解。

.0003 成骨不全，XV 型
WNT1, GLU189TER
在分离成骨不全症（OI15; 615220）的近亲家族的受影响成员中， Keupp 等人（2013）在 WNT1 基因中发现了纯合 c.565G-T 颠换，导致 glu189 到 ter（E189X）替换。

.0004 成骨不全症，XV 型
WNT1、SER295TER
Pyott 等人的 2 个兄弟的父母是苗族的堂兄，患有严重的成骨不全症（OI15; 615220 ）（2013）在 WNT1 基因中发现了纯合 884C-A 颠换，导致 ser295-to-ter（S295X）替换。两兄弟都有明显的学习和发育迟缓，一个有脑畸形。

.0005 成骨不全，XV 型
WNT1，4-BP INS，946AACA
Fahiminiya 等人在一名患有类似于 OI4（ 166220 ）的成骨不全症（OI15）的女孩中（2013）鉴定了 WNT1 基因中的复合杂合突变：4-bp 插入（c.946_949insAACA）导致移码（ser317lysfs），以及 1063G-T 颠换导致 val355-to-phe（V355F）取代（ 164820.0006）。患儿身材矮小，3岁前有30处长骨骨折及多处椎体压缩性骨折病史。

.0006 成骨不全症，XV 型
WNT1, VAL355PHE
用于讨论 Fahiminiya 等人在患有 XV 型成骨不全症（OI15; 615220 ）的患者中以复合杂合状态发现的 WNT1 基因中的 val355-to-phe（V355F）突变（2013），见164820.0005。

.0007 骨质疏松症，早发性，易感性
WNT1, ARG235TRP
Keupp 等人通过对来自 4 代家族的 2 个受影响个体进行全外显子组测序，孤立出早发性骨质疏松症和骨折（BMND16; 615221 ）（2013）确定了 WNT1 基因中的杂合 c.703C-T 转换，导致 arg235 到 trp（R235W）取代。该突变与家族中的表型分离，并且未在 Exome Variant Server 中列出的 13,000 多个等位基因中发现。

.0008 成骨不全症，XV 型
WNT1、SER295TER
在 2 名患有 XV 型成骨不全症（OI15; 615220 ）的老挝苗族姐妹中，Laine 等人（2013）鉴定了 WNT1 基因中的纯合 c.884C-A 颠换，导致 ser295-to-ter（S295X）替换。父母双方都是该突变的杂合子。该突变位于 WNT1 的最后一个外显子中，因此逃避了无意义介导的衰变，这使得最后 76 个氨基酸缺失的 WNT1 蛋白得以表达。

.0009 骨质疏松症，早发性，易感性
WNT1、CYS218GLY
在一个芬兰家庭的受影响成员中，将严重的早发性骨质疏松症和骨折定位到 12 号染色体（BMND16; 615221 ），Laine 等人（2013）鉴定了 WNT1 基因中的杂合 c.652T-G 颠换，导致 cys218 到甘氨酸（C218G）取代。该突变影响所谓的 WNT 基序的第一个半胱氨酸，该基序在物种间是保守的。