热休克 70-KD 蛋白质 9

HSPA9 是 HSP70 蛋白家族的高度保守成员（见140550）。它在线粒体、细胞质和中心体中充当伴侣（Chen et al., 2011总结）。

▼ 克隆与表达

Mortalin 已被证明在具有致命和不朽表型的细胞中表现出不同的分布。所有经过测试的永生人类和小鼠细胞都缺乏正常细胞特征的均匀分布的细胞溶质形式的蛋白质。考尔等人（1995）从小鼠成纤维细胞建立的永生细胞系 RS-4 中克隆了 mortalin cDNA。cDNA 表现出核周形式 Mot2 的结构。

▼ 测绘

使用 FISH，Kaul 等人（1995）将人类 mortalin 基因对应到染色体 5q31.1。Gross（2011）基于 HSPA9 序列（GenBank AK222758 ）与基因组序列的比对，将 HSPA9 基因对应到染色体 5q31.2。

在小鼠中，考尔等人（1995）将 mortalin 相关基因对应到 18 号和 X 号染色体。

▼ 基因功能

通过免疫沉淀分析来自人淋巴母细胞和转染的 COS-7 细胞的线粒体，Shan 等人（2007）表明，由弗里德赖希共济失调（FRDA; 229300 ）中突变的基因编码的共济蛋白（FXN; 606829 ）与几种线粒体蛋白直接相互作用，包括线粒体伴侣 HSPA9。相互免疫沉淀分析证实了 FXN 和 HSPA9 在转染的 HEK293 细胞中的相互作用。

使用各种结合测定，Dong 等人（2019）表明 Grp75 在小鼠大脑皮层和神经元细胞中直接与共济蛋白结合，优先与共济蛋白前体结合。Grp75 还与 Mpp（ 613036）并增强了 Mpp 与共济蛋白的相互作用，从而促进了共济蛋白的成熟。FRDA 细胞中共济蛋白缺乏与 GRP75 减少相关，但共济蛋白过表达或敲低对 HEK293 细胞和人皮肤成纤维细胞中 GRP75 的表达没有影响。这些发现表明，FRDA 患者细胞中 GRP75 的减少是由于共济蛋白缺乏的慢性继发效应，而不是直接效应。GRP75 过表达增加了 HEK293 细胞中野生型共济蛋白和共济蛋白突变体的蛋白质水平，而 GRP75 功能丧失突变体降低了共济蛋白的表达和 GRP75 与共济蛋白的结合。线粒体靶向 GRP75 和细胞溶质 GRP75 过表达均增加了共济蛋白并挽救了 FRDA 患者细胞中的 ATP 缺陷。然而，

跨越染色体 5q31.2 的杂合缺失经常发生在骨髓增生异常综合征中（ 153550 ）。陈等人（2011）纯化了人类脐带血造血祖细胞，并在支持红细胞、骨髓或巨核细胞生长的培养条件下培养它们。他们发现，这些祖细胞中短发夹 RNA 介导的 HSPA9 敲低主要减少了红系祖细胞的生长。在红细胞培养物中敲除 HSPA9 与细胞周期 G0/G1 期细胞数量增加和细胞凋亡加速有关。敲除小鼠骨髓细胞中的 Hspa9，然后移植到野生型受体中，也导致红系细胞数量减少。陈等人（2011）得出的结论是，HSPA9 的单倍体不足可能导致骨髓增生异常综合征中的造血异常，其中缺失跨越染色体 5q31.2。

▼ 分子遗传学

铁粒幼细胞性贫血 4

Schmitz-Abe 等人在 4 代荷兰亲属中，患有轻度先天性铁粒幼细胞贫血，对应到染色体 5q（SIDBA4; 182170 ）（2015）分析了候选基因 HSPA9 并确定了与疾病分离的杂合 2-bp 缺失（ 600548.0001 ）。来自第二个家族的受铁粒幼细胞贫血对应到 5q 的受影响个体是 HSPA9（ 600548.0002 ）中的框内 6-bp 缺失的杂合子。对其他 88 名先天性铁粒幼细胞性贫血先证者进行测序，在 Exome Variant Server 数据库中发现另外 9 名患者至少有 1 个 HSPA9 变异，频率低于 1%。Schmitz-Abe 等人（2015）注意到一些具有 HSPA9 变体的家庭似乎表现出常染色体隐性遗传，并观察到与减少 mRNA 表达相关的同义 SNP rs10117的次要 T 等位基因在前 2 个家庭的 10 个受影响个体中的 9 个中以反式存在。对推定 HSPA9 编码突变杂合子的 21 个个体的表型排列分析产生的 ap 值小于 0.07，表明rs10117 T 等位基因或连锁变体决定了具有单个明确有害等位基因的患者 HSPA9 铁粒幼细胞贫血表型的表达。Schmitz-Abe 等人（2015）得出的结论是，这种形式的铁粒幼细胞性贫血是一种常染色体隐性遗传病，在某些家庭中具有假显性遗传模式。

偶数加综合征

在 2 名智利姐妹和一名患有 EVEN-plus 综合征（ 616854 ）的韩国女孩中，Royer-Bertrand 等人（2015）确定了 HSPA9 基因的突变：两姐妹是错义突变（R126W；600548.0003）的纯合子，而韩国女孩是错义突变（Y128C； 600548.0004）和无义突变（V296X ； 600548.0005 ）的复合杂合子。

可能与帕金森病有关

因为Jin 等人发现了 mortalin 表达（2007）在病理证实的帕金森病（PD；见168600）中减少，De Mena 等人（2009 年）在 330 名西班牙 PD 患者和 250 名种族匹配的对照中筛选了 HSPA9 的 17 个编码外显子，并在 3 名迟发性疾病患者中鉴定了不同的杂合变异。在对照中未发现突变，包括剪接位点变体（IVS11-16C-T）和 2 个错义变体（c.376G-A, R126W; c.1526G-A, P509S）。没有进行功能研究。

通过在 286 名德国 PD 患者的样本中筛选 mortalin 基因的编码区，Burbulla 等人（2010）在 1 名患者中发现了另一个错义变异（A476T; 600548.0006 ），在 580 条对照染色体中未发现。对 1,008 名德国 PD 患者和 1,342 名对照者组成的孤立队列筛查 A476T 变体和De Mena 等人报道的 2 个错义变体（2009）在另外 4 名 PD 患者中发现了 A476T（携带者的平均发病年龄为 53 +/- 11 岁）。在 6 个对照中也发现了 A476T 变体；据报道，其中 4 人有不符合 PD 诊断标准的锥体外系症状，2 人的平均年龄为 44.5 +/- 9.5 岁。在患者或对照中未发现其他错义变体。在神经元和非神经元人类细胞系中，所有 3 种疾病相关变异导致线粒体表型增加活性氧和降低线粒体膜电位，这些在蛋白水解应激时加剧。与野生型相比，这些功能障碍对应于过表达突变 mortalin 的细胞中线粒体网络的特征性改变，这在来自 A476T 变体载体的成纤维细胞中得到证实。Burbulla 等人（2010）得出结论，mortalin 功能的丧失会导致线粒体功能和动力学受损，他们提出了异常 mortalin 在神经退行性变中的作用。

钟等人（2017 年）在 500 名 PD、400 名 AD 和 500 名对照受试者中调查了 HSPA9 的作用及其与其他线粒体相关基因的相互作用，作为帕金森病和阿尔茨海默病（AD；见104300 ）的危险因素。HSPA9 变体，包括Burbulla 等人研究的 3 个变体（2010），没有显示出与 PD 或 AD 风险的显着关联。

通过对 139 名早发性 PD 患者的 mortalin 编码区进行测序，Freimann 等人（2013）鉴定了279个对照中不存在的杂合错义变体（c.1073T-C，L358P）。他们还在对照组中发现了一个错义变体（c.998C-A，T333K）。NHLBI 外显子组测序项目数据库中不存在这两种变体，并且通过软件分析预测这两种变体都具有致病性。然而，在 SH-SY5Y 细胞系中，稳定表达野生型或突变型 mortalin 与任一变体，mortalin 与线粒体共定位，并且线粒体网络的形态在基础条件下是完整的。在半乳糖培养基中生长引起的代谢应激后，线粒体网络甚至不受影响。突变体和野生型mortalin 之间的线粒体呼吸没有观察到差异。

▼ 等位基因变体（ 6个精选示例）：

.0001 贫血，铁粒细胞，4
HSPA9，2-BP DEL，NT409
在一个 4 代荷兰亲属中，患有轻度先天性铁粒幼细胞贫血，对应到染色体 5q（SIDBA4; 182170 ），最初由van Waveren Hogervorst 等人描述（1987） , Schmitz-Abe 等人（2015）确定了 HSPA9 基因中 2-bp 缺失（c.409_410del, NM_004134.6）的杂合性，导致移码导致过早终止密码子（I137X）。在 7 名受影响的个体中，6 名还携带同义 SNP rs10117的小 T 等位基因（c.1933T）反式。对 T 等位基因纯合个体的分析表明，与 C 等位基因纯合个体相比，他们表达了大约 50% 的 HSPA9 mRNA 和 80% 的 HSPA9 蛋白。然而，纯合子组中的表达水平存在大量重叠，一些 C 等位基因纯合子的 mRNA 或蛋白质表达与大多数 T 纯合子一样少。Schmitz-Abe 等人（2015）建议rs10117 T 或连锁变体决定了具有单个明确有害等位基因的患者 HSPA9 SDBA 表型的表达，但 T 等位基因本身不是确定性的。

.0002 贫血，铁粒幼细胞，4
HSPA9，6-BP DEL，NT1373
Schmitz-Abe 等人对患有铁粒幼细胞性贫血的父亲、女儿和儿子的染色体 5q（SIDBA4; 182170 ）进行了定位（2015）确定了 HSPA9 基因中 6 bp 缺失（c.1373_1378del, NM_004134.6）的杂合性，导致 2 个氨基酸的框内缺失（I458_N459del）。所有 3 名受影响的个体还携带同义 SNP rs10117的次要 T 等位基因（c.1933T）反式。对 T 等位基因纯合个体的分析表明，与 C 等位基因纯合个体相比，他们表达了大约 50% 的 HSPA9 mRNA 和 80% 的 HSPA9 蛋白。然而，纯合子组中的表达水平存在大量重叠，一些 C 等位基因纯合子的 mRNA 或蛋白质表达与大多数 T 纯合子一样少。Schmitz-Abe 等人（2015）提出rs10117 T 或相关变异决定了具有单个明确有害等位基因的患者 HSPA9 铁粒幼细胞贫血表型的表达，但 T 等位基因本身不是确定性的。

.0003 偶数加综合征
HSPA9, ARG126TRP
在 2 名患有 EVEN-plus 综合征（EVPLS; 616854 ）的智利姐妹中，Royer-Bertrand 等人（2015）确定了 HSPA9 基因中 c.376C-T 转换的纯合性，导致核苷酸结合域内高度保守的残基处发生 arg126 到 trp（R126W）取代。他们的父母是突变的杂合子，在 ExAC 数据库中以极低的频率（0.00002471）发现该突变，并且在 Exome Variant Server 数据库中不存在。

.0004 偶数加综合征
HSPA9、TYR128CYS
在一名患有 EVEN-plus 综合征（EVPLS; 616854 ）的韩国女孩中，Royer-Bertrand 等人（2015）确定了 HSPA9 基因中 c.383A-G 转换的复合杂合性，导致核苷酸结合域内高度保守的残基发生 tyr128-to-cys（Y128C）取代，以及 2-bp 缺失。 c.882_883delAG）导致移码导致过早终止密码子（V296X; 600548.0005 ），预计会消除一半以上的蛋白质。她的父母都是 1 个突变的杂合子，这些突变在 ExAC 数据库中的频率极低（分别为 0.000008236 和 0.0001977），并且在 Exome Variant Server 数据库中不存在。

.0005 偶数加综合征
HSPA9，2-BP DEL，882AG
讨论 HSPA9 基因中的 2 bp 缺失（c.882_883delAG），导致移码导致过早终止密码子（V296X），在一名患有 EVEN-plus 综合征（EVPLS）的韩国女孩中发现了复合杂合状态；616854 ）由Royer-Bertrand 等人撰写（2015），见600548.0004。

.0006 意义不明的变体
HSPA9, ALA476THR
该变体被归类为意义未知的变体，因为它对帕金森病的贡献（见168600）尚未得到证实。

Burbulla 等人在 2 个德国队列中共 1,294 名帕金森病（PD）患者（2010）鉴定了 5 名 HSPA9 基因中 c.1426G-A 转变杂合子的患者，导致蛋白质的高度保守区域中的 ala476 到 thr（A476T）取代，该区域形成底物结合域的一部分。在 1,632 名对照个体中的 6 名中也发现了该变异，其中 4 名据报道有不符合 PD 诊断的锥体外系症状。体外输入测定揭示了该变体的正常靶向。在神经元和非神经元人类细胞系中，该变体导致线粒体表型活性氧增加和线粒体膜电位降低，在蛋白水解应激时加剧。与野生型相比，这些功能障碍对应于过表达突变 mortalin 的细胞中线粒体网络的特征性改变，这在来自 A476T 变体载体的成纤维细胞中得到证实。敲除人类细胞中的 mortalin 会导致线粒体功能受损，野生型 mortalin 可挽救这一功能，但该变体无法挽救。

钟等人（2017年）在 500 名 PD、400 名 AD 和 500 名对照受试者中调查了 HSPA9 的作用及其与其他线粒体相关基因的相互作用，作为帕金森病和阿尔茨海默病（AD）的危险因素。HSPA9 变体，包括 A476T，与 PD 或 AD 风险没有显着关联。

Hamosh（2017）指出，HSPA9 基因中的 A476T 变体存在于 ExAC 数据库（2017 年 7 月 11 日）的 121,372 个等位基因中的 40 个（等位基因频率为 0.0003296）中。