脊髓小脑性共济失调,常染色体隐性遗传 20; 排序 NEXIN 14
预计含有 SNX 型 phox(见608512)同源(PX) 结构域的蛋白质,如 SNX14,将参与内体的分类。SNX 型 PX 结构域包含保守的 arg-arg-tyr-X-asp/glu 和 pro-pro-X-pro-X-lys 基序( Teasdale et al., 2001 )。
▼ 克隆与表达
卡罗尔等人(2001)克隆了小鼠和大鼠 Snx14。推导出的大鼠蛋白质含有946个氨基酸。成年小鼠组织的 Northern 印迹分析在小脑和海马中检测到一个 4 kb 的转录本,在皮层、肌肉、肝脏、肺和心脏中的表达较低。小鼠胚胎的原位杂交在神经元谱系中显示出主要的 Snx14 表达,包括心室区域、底板、垂体、眼睛、脊髓和内耳。Snx14 也在胚胎肠道中表达。
托马斯等人(2014)发现 SNX14 在人类胎儿组织中普遍存在,包括心脏、皮肤、大脑、肾脏、骨骼、肝脏、眼睛和胎盘。
秋津等人(2015)发现 SNX14 蛋白定位于晚期内体/溶酶体区室。
布莱恩特等人(2018)指出 SNX14 属于 SNX-RGS 家族的 PX 结构域蛋白。除 PX 结构域外,SNX14 和其他 SNX-RGS 蛋白还具有 G 蛋白信号(RGS) 结构域的调节因子、2 个疏水性 N 端跨膜螺旋以及靠近 N 和 C 末端的 PXA 和 PXC 结构域,分别。通过转染的 U2OS 细胞的免疫荧光分析,Bryant 等人(2018)表明 SNX14 主要定位于内质网(ER),并且这种定位是由其 N 端序列而不是 PX 结构域介导的。SNX14 亚细胞分布是动态的,因为 SNX14 可以根据脂滴稳态重新分布到 ER 衍生的脂滴表面周围的环状结构。
▼ 测绘
Hartz(2014)基于 SNX14 序列(GenBank AF121863 ) 与基因组序列(GRCh38) 的比对,将 SNX14 基因对应到染色体 6q14.3。
▼ 基因功能
通过检查缺乏 SNX14 表达的常染色体隐性小脑 ataxia-20(SCAR20; 616354 ) 患者来源的成纤维细胞,Bryant 等人(2018)发现 SNX14 在调节自溶酶体的形成中没有直接作用。SNX14 的缺失不影响自噬体-溶酶体融合,自噬在 SNX14 缺陷细胞中保持完整。相反,在 SNX14 缺陷细胞中增加的菲律宾染色和溶酶体区室的形态学缺陷表明,SNX14 的缺失导致自噬细胞器的积累增加和细胞内胆固醇稳态的破坏。进一步的研究表明,SNX14 与油酸刺激的脂滴生物发生有关,而 SNX14 的缺失破坏了 ER 相关的中性脂质代谢。作者得出结论,SNX14 可能在这些细胞器之间的 ER-脂质液滴串扰和中性脂质稳态中起作用。
▼ 分子遗传学
在 3 个具有常染色体隐性遗传脊髓小脑性共济失调 20(SCAR20; 616354 ) 的不相关近亲家庭的受影响成员中,Thomas 等人(2014)在 SNX14 基因中发现了 3 个不同的纯合突变( 616105.0001 - 616105.0003)。其中两个突变被截断,1 个是基因内缺失。通过结合纯合子图谱和外显子组测序发现的突变与家族中的疾病分离。研究结果与功能丧失一致。患者成纤维细胞显示出具有电子致密物质的细胞质空泡化,一些让人联想到层状体,表明自噬途径存在缺陷。对另外 36 名脑桥小脑发育不全患者和 168 名特发性小脑共济失调患者的 SNX14 基因测序未发现任何突变。托马斯等人(2014)假设 SNX14 在人类小脑发育和维护中细胞成分的分解和回收中发挥作用。
Akizu 等人在 12 个患有 SCAR20 的阿拉伯血统近亲家庭的受影响成员中(2015)鉴定了 SNX14 基因中的纯合截断突变(参见,例如,616105.0004 - 616105.0007)。通过全外显子组测序发现了2个家族的突变,其余家族的突变通过聚焦SNX14基因进行鉴定。总体而言,SNX14 突变占接受外显子组测序的小脑共济失调家庭的 9.9%。患者来源的神经元细胞显示 SNX14 蛋白缺失、溶酶体大小增加和自噬体清除受损。秋津等人(2015)假设 SNX14 在介导溶酶体与自噬体融合中的作用。
Shukla 等人在一名 6 岁的女孩中,由近亲印度父母所生,患有 SCAR20(2017)在 SNX14 基因(E370K; 616354.0008 ) 中发现了一个纯合错义突变。通过全外显子组测序鉴定并通过Sanger测序确认的突变在父母中以杂合状态存在。分子模型预测该突变对蛋白质功能有害。
▼ 动物模型
黄等人(2014 年)确定 Snx14 是小鼠中的神经元印记基因。Snx14 蛋白水平在大脑中很高,并且在神经元发育和成熟过程中逐渐增加。锥体神经元中 Snx14 的敲低降低了内在的兴奋性,并严重损害了兴奋性和抑制性突触传递。这些发现表明单等位基因 Snx14 表达在维持小鼠正常神经元兴奋性和突触传递中的作用。
秋津等人(2015)发现斑马鱼中 snx14 直系同源物的 morpholino 敲低导致神经组织体积减少、细胞面积减少、细胞凋亡激活和自噬降解受损。
▼ 等位基因变体( 8个精选示例):
.0001 脊髓小脑性共济失调,常染色体隐性遗传 20
SNX14、GLN866TER
在 2 个同胞中,由近亲葡萄牙父母所生,患有常染色体隐性遗传脊髓小脑性共济失调 20(SCAR20; 616354 ),最初由Sousa 等人报道(2014),托马斯等人(2014 年)在 SNX14 基因的外显子 26 中鉴定出纯合 c.2596C-T 转换(c.2596C-T,NM_153816.2),导致 gln866-to-ter(Q866X) 替代。该突变通过纯合子图谱和外显子组测序发现并通过 Sanger 测序确认,与家族中的疾病分离。在 Exome Variant Server 数据库或 358 个外显子组的内部对照数据库中未发现该突变。与对照组相比,患者细胞的 SNX14 转录物和蛋白质水平降低,这与功能丧失一致。
.0002 脊髓小脑性共济失调,常染色体隐性遗传 20
SNX14,25.6-KB 删除
Thomas 等人在 4 名患有常染色体隐性遗传脊髓小脑性共济失调 20(SCAR20; 616354 )的土耳其近亲家庭中受影响的成员(2014)鉴定了 SNX14 基因的内含子 12 和内含子 21 中的 2 个 Alu 重复之间的纯合 25.6-kb 缺失(c.1108+1181_2108-2342del,NM_153816.2)。该突变导致框内缺失,预计会从全长蛋白质中去除 334 个残基(Val369_Leu702del),包括整个 RGS 和 PX 结构域。Sanger测序证实的突变与家族中的疾病分离。与对照组相比,患者细胞的 SNX14 蛋白量减少,这与功能丧失一致。
.0003 脊髓小脑性共济失调,常染色体隐性遗传 20
SNX14、IVS18DS、GT、+1
Thomas 等人对一名土耳其近亲出生的女孩患有常染色体隐性遗传脊髓小脑性共济失调 20(SCAR20; 616354 )(2014)在 SNX14 基因中发现了纯合 G 到 T 颠换(c.1894+1G-T,NM_153816.2),导致外显子 19 的跳跃和 30 个氨基酸的框内缺失(Ala603_Gly632del) PX 域内。在 Exome Variant Server 数据库或 358 个外显子组的内部对照数据库中未发现该突变。与对照组相比,患者细胞的 SNX14 转录物数量减少,这与功能丧失一致。
.0004 脊髓小脑性共济失调,常染色体隐性遗传 20
SNX14、ARG378TER
在 4 个近亲阿拉伯家庭(家庭 468、525、2892 和 ABD)的受累成员中,患有常染色体隐性遗传脊髓小脑性共济失调 20(SCAR20;616354),Akizu 等人(2015 年)在 SNX14 基因中发现了一个纯合的 c.1132C-T 转换(c.1132C-T,NM_153816.3),导致 RGS 域中的 arg378-to-ter(R378X) 替换。通过全外显子组测序在第一个家族中发现的突变与所有家族的疾病分离。
.0005 脊髓小脑性共济失调,常染色体隐性遗传 20
SNX14,1-BP DUP,645A
在来自 2 个近亲埃及家庭(家庭 2935 和 3423)的 3 名患有常染色体隐性遗传脊髓小脑性共济失调 20(SCAR20;616354)的受累儿童中,Akizu 等人(2015)在 SNX14 基因中发现了一个纯合 1-bp 重复(c.645dupA, NM_153816.3),导致 PXA 域中的移码和过早终止(Glu216ArgfsTer25)。
.0006 脊髓小脑性共济失调,常染色体隐性遗传 20
SNX14、LEU143TER
Akizu 等人在一个男孩(家庭 1410)中出生于近亲埃及父母,患有常染色体隐性遗传脊髓小脑性共济失调 20(SCAR20;616354)(2015 年)在 SNX14 基因中鉴定出纯合 c.428T-A 颠换(c.428T-A,NM_153816.3),导致 PXA 结构域中的 leu143-to-ter(L143X) 替换。
.0007 脊髓小脑性共济失调,常染色体隐性遗传 20
SNX14, 1-BP DEL, 2670T
Akizu 等人在 3 名患有常染色体隐性脊髓小脑性共济失调 20(SCAR20; 616354 )的高度近亲土耳其阿拉伯家庭(家庭 HMF)的受影响成员中(2015)在 SNX14 基因中发现了一个纯合 1-bp 缺失(c.2670delT, NM_153816.3),导致 PXC 域中的移码和过早终止(Cys890Ter)。
.0008 脊髓小脑性共济失调,常染色体隐性遗传 20
SNX14、GLU370LYS
Shukla 等人对一名 6 岁女孩,由近亲印度父母所生,患有常染色体隐性遗传性脊髓小脑性共济失调 20(SCAR20; 616354 )(2017 年)在 SNX14 基因的外显子 12 中发现了一个 c.1108G-A 转换(c.1108G-A,NM_153816.5),导致 RGS 域中的 glu370 到 lys 取代。通过全外显子组测序鉴定并通过Sanger测序确认的突变在父母中以杂合状态存在。ExAC 或 1000 Genomes Project 数据库或来自当地人口的 139 个无关个体的外显子组中不存在该变体。未进行功能研究。