耳聋，常染色体隐性遗传 76; 含有 SPECTRIN 重复序列的核包膜蛋白 4

SYNE4 定位于外核膜。SYNE4 是 LINC（细胞骨架和核骨架的接头）束缚复合物的一部分，在包括细胞核在内的细胞器的细胞定位中发挥作用（Roux 等人，2009 年）。

▼ 克隆与表达

通过在数据库中搜索类似于人类 NESP2（SYNE2; 608442 ） 的 Klarsicht/Anc1/SYNE（参见 SYNE1, 608441 ） 同源（KASH） 域的序列，Roux 等人（2009）确定了小鼠和人类的 SYNE4，他们称之为 NESP4。推导出的 388 个氨基酸的小鼠蛋白质的计算分子量为 42 kD。它在 N 末端附近有一个短亮氨酸拉链，后面是一个部分血影蛋白（见182860） 重复和一个 KASH 结构域，该结构域包括一个跨膜片段和一个短的腔 C 末端尾。免疫组织化学分析揭示了 Nesp4 在几种分泌组织中的表达，包括唾液腺、外分泌胰腺、尿道球腺和乳腺组织。Nesp4 在分泌乳蛋白的 HC11 小鼠乳腺细胞分化后也表达。表位标记的 Nesp4 定位于转染的人唾液腺细胞中的核包膜，差异透化显示 Nesp4 的 N 末端暴露在外核膜上。

霍恩等人（2013）在与进行性高频听力损失相关的 19 号染色体区域内发现了 NESP4。推导出的 404 个氨基酸的 NESP4 蛋白在 N 末端附近有一个亮氨酸拉链，然后是一个血影蛋白重复序列​​、一个驱动蛋白（参见 KLC1, 600025 ） 结合区和一个 C 末端 KASH 结构域。小鼠耳蜗感觉上皮的免疫荧光显微镜检查在耳蜗的3排外毛细胞和1排内毛细胞中检测到Nesp4表达，但在其他细胞中未检测到。在毛细胞内，Nesp4 主要定位于核膜。

▼ 基因功能

Roux 等人（2009）指出，LINC 复合物由外核膜上的 nesprins 和内核膜上的 SUN1（ 607723 ） 或 SUN2（ 613569 ） 组成。nesprins 的 KASH 结构域通过与跨核周空间的 SUN 蛋白相互作用将它们束缚在外核膜上。Roux 等人使用突变分析（2009）发现小鼠 Nesp4 的 KASH 结构域对于将 Nesp4 定位到外核膜是必要和充分的。在 HeLa 细胞中，通过 RNA 干扰耗尽 SUN1 和 SUN2 会使转染的小鼠 Nesp4 从核膜中脱落并导致其重新分布。免疫共沉淀和酵母 2 杂交分析显示小鼠 Nesp4 与 KIF5B 相互作用（ 602809） 和几个微管加末端运动蛋白的驱动蛋白轻链亚基，包括 KLC1。当在人类细胞系中过表达时，Nesp4 表现为驱动蛋白货物蛋白并引起核膜成分的主动极化、细胞核与中心体的分离以及高尔基体与细胞核的分离。Roux 等人（2009）得出结论，NESP4 是一种驱动蛋白结合蛋白，有助于微管依赖性核定位。

▼ 测绘

通过基因组序列分析，Horn 等人（2013）将 SYNE4 基因对应到染色体 19q13.12。

▼ 分子遗传学

在来自 2 个不相关的近亲伊拉克犹太家庭的 6 名常染色体隐性耳聋 76（DFNB76; 615540 ） 患者中，Horn 等人（2013）鉴定了 SYNE4 基因中的纯合截断突变（c.228_229delAT; 615535.0001）。突变是通过纯合子作图，然后在区间内对基因进行桑格测序发现的。突变携带者在出生至 6 岁之间出现进行性高频听力障碍。到成年后，高频听力损失严重。体外功能表达研究表明，缺失导致的突变蛋白在细胞质内具有异常的细胞内定位。SYNE4 基因通常在机械感觉毛细胞中表达，并定位于核膜。霍恩等人（2013）表明该突变损害了外毛细胞的运动性。

▼ 动物模型

霍恩等人（2013）发现 Nesp4 -/- 小鼠以预期的孟德尔比率出生，看起来正常，并且没有表现出行为异常。组织化学分析显示分泌性上皮组织没有异常，包括唾液腺和乳腺以及外分泌胰腺。Nesp4 -/- 水坝的哺乳幼崽体重增加正常，表明没有乳腺功能障碍。听觉脑干反应显示，Nesp4 -/- 小鼠，但不是 Nesp +/- 小鼠，在出生后第 60 天出现听力损失，并发展到所有频率。在出生后第 0 天，Nesp4 -/- 耳蜗出现正常；然而，随着可检测到的听力开始，Nesp4 -/- 外毛细胞表现出进行性退化，从基部到顶端，伴随着细胞核从外毛细胞基部重新分布到更顶端的位置。内毛细胞的破坏延迟到出生后第 180 天。Sun1 -/- 动物表现出相似的整体表型，听力损失和耳蜗外毛细胞退化。Sun1 -/- 小鼠还表现出耳蜗外毛细胞核膜中 Nesp4 的缺失。霍恩等人（2013）得出结论，LINC 蛋白 NESP4 和 SUN1 是耳蜗外毛细胞的活力和正常形态以及维持正常听力所必需的。

▼ 等位基因变体（ 1 示例）：

.0001 耳聋，常染色体隐性遗传 76
SYNE4、2-BP DEL、228AT
在来自 2 个不相关的近亲伊拉克犹太家庭的 6 名常染色体隐性耳聋 76（DFNB76; 615540 ） 患者中，Horn 等人（2013）鉴定了 SYNE4 基因（c.228_229delAT）的外显子 2 中的纯合 2-bp 缺失。检测到两个突变转录本：1 个导致移码和提前终止（Trp77ValfsTer16），另一个更丰富的转录本跳过外显子 2，导致移码、提前终止和 51 个残基的截断蛋白质。突变是通过纯合子作图，然后在区间内对基因进行桑格测序发现的。在 157 名伊拉克犹太人对照中的 4 名中发现了杂合的 2-bp 缺失，与 0.013 的等位基因频率一致，但在 105 名其他来源的以色列对照中未发现。体外功能表达研究表明，两种截短的突变蛋白都在细胞质内而不是在核膜内具有异常的细胞内定位。突变携带者在出生至 6 岁之间出现进行性高频听力障碍。到成年后，高频听力损失严重。