腹泻 12，伴有微绒毛萎缩; 突触融合蛋白 3

突触融合蛋白s，如 STX3，是保守的 SNARE 蛋白，含有 C 端跨膜锚，这是它们的膜融合活性所必需的。STX3 还产生一种可溶性异构体，可作为基因表达的核调节剂（Giovannone 等人，2018 年）。

▼ 克隆与表达

茨城县等人（1995）克隆了 4 种不同形式的突触融合蛋白-3 的小鼠 cDNA，他们将其命名为突触融合蛋白-3A、-3B、-3C 和 -3D。茨城县等人（1995）指出，这些形式的突触融合蛋白-3 可能是由小鼠突触融合蛋白-3 基因的初级转录本的可变剪接产生的。

为了阐明调节中性粒细胞胞吐作用的机制，Martin-Martin 等人（1999）研究了中性粒细胞中突触蛋白的表达。他们分离出编码人类突触融合蛋白-3 的 2 种亚型的 cDNA，他们将其命名为突触融合蛋白-3A 和 -3B。这 2 种亚型是相同的，只是突触融合蛋白-3B 缺少 37 个氨基酸片段。预测的 289 个氨基酸突触融合蛋白-3A 与大鼠突触融合蛋白-3 具有 98% 的蛋白质序列同一性。马丁-马丁等人（1999）指出，人类突触融合蛋白-3B 同种型不对应于Ibaraki 等人鉴定的任何小鼠突触融合蛋白-3 同种型（1995 年）。

珍妮克等人（2021）发现人类 STX3B 转录物，通过以与在小鼠中观察到的相同模式的差异剪接产生，仅在视网膜中表达。STX3A 和 STX3B 同种型共享外显子 1 至 8，但外显子 9 至 11 不同，后者编码 C 端 SNARE 和跨膜结构域。在人小肠、肾、胰腺和胎盘以及视网膜中检测到 STX3A 的强信号，在肺、肝和心脏中检测到较弱的表达水平，在人脑和骨骼肌组织中未检测到高于背景的信号. 比较人视网膜中 STX3A 和 STX3B mRNA 的相对水平表明，STX3B 同种型代表了人视网膜转录物中约 99% 的 STX3。免疫组织化学分析显示，光感受器和双极细胞末端有强烈的 STX3 免疫标记，分别位于外部和内部丛状层。光感受器内部和视紫红质的强 STX3 免疫标记（180380 ）标记的（棒状）外段也在人视网膜中观察到，而在小鼠光感受器中只有内段被标记。此外，锥体光感受器的内段和外段在人类视网膜标本中显示出 STX3 的免疫标记。

通过 EST 数据库分析和 HEK293T 细胞的 RT-PCR，Giovannone 等人（2018）克隆了一个缺乏外显子 10 的 STX3 剪接变体。该变体产生了一种缺乏跨膜结构域的可溶性同种型，作者称之为 STX3S。人肾的 RT-PCR 显示 STX3S 和膜锚定 STX3A 的转录物表达。STX3S mRNA 在人体组织和细胞系中大量表达，但与 STX3A 相比，该蛋白质的更新速度更快。STX3S 以组织特异性方式表达，并在体内肿瘤细胞和体外快速增殖的癌细胞中下调。

▼ 测绘

Gross（2014）根据 STX3 序列（GenBank BC007405 ）与基因组序列（GRCh37）的比对，将 STX3 基因对应到染色体 11q12.1。

▼ 基因功能

Darios 和 Davletov（2006）证明，突触融合蛋白-3 在神经突的生长中具有重要作用，也可作为花生四烯酸的直接靶标。通过在筛选试验中使用突触融合蛋白-3，他们确定饮食中的 omega-3 亚麻酸和二十二碳六烯酸可以有效地替代花生四烯酸来激活突触融合蛋白-3。Darios 和 Davletov（2006）得出结论，他们的发现为先前确定的 omega-3 和 omega-6 多不饱和脂肪酸在生长锥的膜扩张中的作用提供了分子基础，并代表了对这些必需的单个效应分子的首次鉴定营养素。

使用免疫荧光和免疫电子显微镜，Galli 等人（1998）证明人 TIVAMP（VAMP7; 300053 ）、STX3A 和 SNAP23（ 602534 ）对许多梭菌神经元表面蛋白（NT）的蛋白水解不敏感。含有 TIVAMP 的囊泡集中在上皮细胞的顶端区域。STX3A 和 SNAP23 在顶端质膜上共分布，在那里它们与 TIVAMP 和 cellubrevin（VAMP3; 603657 ）形成 N-乙基马来酰亚胺依赖性 SNARE 复合物。加利等人（1998）提出 TIVAMP、STX3A 和 SNAP23 参与上皮细胞顶端质膜的胞吐过程和梭菌 NT 抗性途径。

Giovannone 等人使用转染的 HEK293T 和 MDCK 肾上皮细胞（2018）发现人类 STX3S 与 RANBP5（IPO5; 602008 ）相互作用并被主动转运至核质。STX3S 的 N 端 3 螺旋束基序对于与 RANBP5 的相互作用是必要和充分的。STX3S 作为一种信号蛋白发挥作用，通过与转录因子的物理和功能相互作用来调节基因表达。STX3S 与 HEK293T 细胞中的 ETV4（ 600711 ）发生物理相互作用，并作为 ETV4 调节转录的共激活因子。此外，STX3S 充当 ATF2（ 123811 ）的转录共激活因子并抑制 HEK293T 细胞的增殖。

▼ 分子遗传学

腹泻 12，伴有微绒毛萎缩

Wiegerinck 等人对一名因微绒毛包涵体病（DIAR12; 619445 ）患有顽固性腹泻的 1 岁荷兰女孩（患者 1）进行了研究（2014）确定了 STX3 基因（R247X; 600876.0002 ）中无义突变的纯合性。桑格测序证实了该突变及其与家族疾病的分离。功能分析表明截断 STX3 的显性负效应，扰乱细胞极性。

在一名患有 DIAR12 的沙特男婴中，Alsaleem 等人（2017）确定了 STX3 基因中先前确定的 R247X 突变的纯合性。

视网膜营养不良和微绒毛包涵体病

通过对一名 18 个月大的巴基斯坦男孩进行全外显子组测序，该男孩因微绒毛包涵体病（MVID）而患有顽固性腹泻，后来发展为进行性视网膜营养不良（RDMVID; 619446 ），Wiegerinck 等人（2014）确定了 STX3 基因（ 600876.0003 ）中 2 bp 重复的纯合性。桑格测序证实了该突变及其与家族疾病的分离。功能分析表明截断 STX3 的显性负效应，扰乱细胞极性。

在一名患有 MVID 和视力障碍（RDMVID）的阿富汗男婴中，Julia 等人（2019）确定了在公共变异数据库中未发现的 STX3 基因（ 600876.0004 ）中的 del/ins 移码突变的纯合性。

珍妮克等人（2021）报告了 8 名 RDMVID 患者（P2 至 P9），他们在 STX3 基因中携带纯合突变（参见，例如，600876.0003 - 600876.0006）；见基因型/表型相关性。

待确认的关联

有关 STX3 基因变异与先天性白内障与发育迟缓之间可能关联的讨论，请参见600876.0001。

▼ 基因型/表型相关性

珍妮克等人（2021 年）研究了一组来自 8 个 MVID 家庭的 10 名患者，其中 8 名患者也表现出早发性严重视网膜营养不良（RDMVID）。其中 5 名患者此前曾被报道（Wiegerinck 等人，2014 年；Alsaleem 等人，2017 年；Julia 等人，2019 年；Maddirevula 等人，2019 年）。所有 10 名患者都有纯合子功能丧失 STX3 变体，这些变体在各自的家族中与疾病分离，并且都在出生后的第一周内出现持续性腹泻，其组织病理学显示 MVID 的特征。8 名 RDMVID 患者（P2 至 P9）具有致病性变异（参见，例如，600876.0003 - 600876.0006）位于 STX3A 和 STX3B 转录本共享的外显子中，两种亚型的表达均缺失。相比之下，只有 MVID（DIAR12; 619445 ）的 2 名患者（P1 和 P10）携带相同的无义突变（R247X; 600876.0002 ），位于外显子 9A 并保留 STX3B 转录物，后者在视网膜中占主导地位。

▼ 动物模型

珍妮克等人（2021）产生了具有杆状光感受器特异性Stx3失活的小鼠敲除线，并观察到进行性光感受器变性。在 5 周龄时，观察到外核层（ONL）厚度和 ONL 神经元胞体数量减少约 60%，表明大量光感受器死亡。在一些剩余的视杆中，视紫红质适当地定位于外节段，但大量的视紫红质错误定位于外丛状层。在 8 周龄和 12 周龄时，观察到细胞损失增加和视紫红质进一步异位表达。还观察到视锥细胞中视锥细胞的光感受器损失和视蛋白的异位表达，作者将其归因于“旁观者效应”。对进行性退行性表型的定量显示，ONL 中的神经元胞体数量迅速减少，表明光感受器死亡，而内核层中的细胞数量，包括水平细胞、双极细胞和无长突细胞，与此没有什么不同的控制。作者得出结论，Stx3 表达对于视网膜光感受器的生存至关重要，并表明视杆中视紫红质的正常转移部分受到缺乏 Stx3 的影响。

▼ 等位基因变体（ 6个精选示例）：

.0001 意义未知的变体
STX3、GLU41GLY
该变体被归类为意义不明的变体，因为它对发育迟缓的先天性白内障的影响尚未得到证实。

Chograni 等人在来自突尼斯近亲家庭的 3 名患有先天性白内障和发育迟缓的同胞中（2015）进行纯合子作图并在染色体 11p11.2-p11.12 和 11q11-q13.1 处发现 2 个共享纯合子区域。对这些区域内 4 个候选基因的分析显示，3 个受影响的同胞在 STX3 基因的外显子 3 中的 c.122A-G 转换（c.122A-G，NM_004177）是纯合子，导致 glu41 到 gly（ E41G）在突触蛋白 N 末端结构域内高度保守的残基处进行替换。STX3 错义突变在其未受影响的父母中以杂合性形式存在，并且在 50 名种族匹配的对照中未发现；在其他 3 个候选基因中检测到的变异未与疾病分离。根据医疗记录，所有 3 名同胞在出生时均存在双侧后极混浊，并在生命早期接受了白内障摘除术。3例患者视力均正常，光谱域光学相干断层扫描（OCT）和电生理测试正常。3 名同胞有明显的精神运动障碍，他们在 15 至 18 个月大时都无法行走，言语发育明显延迟，并表现出轻度至中度智力障碍。他们没有畸形特征，脑部核磁共振检查正常。

.0002 腹泻 12，伴有微绒毛萎缩
STX3、ARG247TER
通过对一名 1 岁荷兰女孩（患者 1）进行全外显子组测序，该女孩由近亲出生，因微绒毛包涵体病（DIAR12; 619445 ）导致顽固性腹泻，Wiegerinck 等人（2014）鉴定了 STX3 基因外显子 9 中 c.739C-T 转换的纯合性，导致 arg247 到 ter（R247X）取代。桑格测序证实了该突变及其与家族疾病的分离。预计该突变会导致蛋白质消耗和截断，这得到了 STX3 对患者类器官的蛋白质印迹的支持。Caco2 细胞培养物中与 R247X 突变蛋白相对应的 STX3 截短版本的稳定表达概括了该疾病的所有组织学特征，包括微绒毛内含物和基底外侧微绒毛的统计学显着增加。突变 Caco2 细胞的扫描和透射电子显微镜进一步证明了细胞极性的破坏，在细胞多层内形成了细胞间腔。共聚焦激光扫描显微镜显示 R247X 突变体的错误定位，该突变体在整个细胞质中发现，而不是显示野生型 STX3 的严格顶端定位。此外，来自患者十二指肠活检标本的 3 维类器官没有 syndin-3 染色，并概括了该疾病的形态学特征。

在一名患有 DIAR12 的沙特男婴中，Alsaleem 等人（2017）确定了 STX3 基因中先前确定的 R247X 突变的纯合性。

.0003 视网膜营养不良和微绒毛包涵体病
STX3、2-BP DUP、NT372
通过对一名 18 个月大的巴基斯坦男孩（患者 2）进行全外显子组测序，该男孩患有因微绒毛包涵体病导致的顽固性腹泻，后来发展为进行性视网膜营养不良（RDMVID；619446 ），Wiegerinck 等人（2014）鉴定了 STX3 基因外显子 6 中 2-bp 重复（c.372_373dup）的纯合性，导致预计会导致过早终止密码子（Arg125LeufsTer7）的移码。桑格测序证实了该突变及其与家族疾病的分离。预计该突变会导致蛋白质消耗和截断，这得到了 STX3 对患者类器官的蛋白质印迹的支持。在 Caco2 细胞培养物中，与患者的突变蛋白相对应的 STX3 截短版本的稳定表达概括了该疾病的所有组织学特征，包括微绒毛内含物和基底外侧微绒毛的统计学显着增加。突变 Caco2 细胞的扫描和透射电子显微镜进一步证明了细胞极性的破坏，

.0004 视网膜营养不良和微绒毛包涵体病
STX3、DEL/INS、363GA
在一名因微绒毛包涵体病（RDMVID; 619446 ）导致视力障碍和顽固性腹泻的阿富汗男婴中，Julia 等人（2019 年）确定了 STX3 基因外显子 6 中缺失/插入（c.363_366delinsGA）的纯合性，导致预计会导致过早终止密码子（Val122fs）的移码。该变体通过大规模平行测序鉴定，并通过 Sanger 测序确认。先证者的父母是该变异的杂合子。

珍妮克等人（2021）注意到突变的影响为 Val122fsTer14。

.0005 视网膜营养不良和微绒毛包涵体病
STX3、IVS2、AG、-2
在 2 名患有视网膜营养不良和微绒毛包涵体病（RDMVID; 619446 ）的阿拉伯表亲（P4 和 P5）中，Janecke 等人（2021 年）确定了 STX3 基因内含子 2 中剪接突变（c.115-2A-G，NM_004177.5）的纯合性，预计会导致外显子 3 的跳跃并导致过早终止密码子（Ile39LysfsTer6）。女性表亲（P4）的未受影响的父母是突变的杂合子；表弟的父母没有接受检测。

.0006 视网膜营养不良和微绒毛包涵体病
STX3，2-BP DEL，177CT
在患有视网膜营养不良和微绒毛包涵体病（RDMVID; 619446 ）并分别在 10 个月和 5 个月大时死亡的黎巴嫩姐妹和兄弟（P8 和 P9）中，Janecke 等人（2021 年）确定了 STX3 基因外显子 3 中 2 bp 缺失（c.177_178delCT，NM_004177.5）的纯合性，导致预计会导致过早终止密码子（Tyr60GlnfsTer16）的移码。通过全基因组自合性作图分析确定突变，然后对 STX3 进行直接测序，这证实了该变异与家族中疾病的分离。