含溴域和 PHD 手指的蛋白质

BRPF1 基因编码一种多价染色质阅读器，该阅读器与组蛋白乙酰转移酶相互作用并激活，从而在表观遗传调控中发挥作用。具体而言，BRPF1 在复合物中起作用以促进组蛋白 H3 在赖氨酸 23（H3K23）处的乙酰化（Yan et al., 2017总结）。

▼ 克隆与表达

汤普森等人（1994）克隆了编码预测的 1,214 个氨基酸的蛋白质的 cDNA，他们将其命名为 BR140。BR140 蛋白也称为 peregrin，具有 6 个锌指基序和一个溴结构域。汤普森等人（1994）发现 BR140 在 SDS-PAGE 上迁移为 150-kD 的蛋白质。Northern印迹显示BR140普遍表达。蛋白质印迹和免疫组织化学显示 BR140 在睾丸和精原细胞中表达水平最高，并且位于细胞核内。

格雷戈里尼等人（1996）注意到 BR140 在结构上与其他 2 个锌指基因 AF10（ 602409 ）和 AF17（MLLT6; 600328 ）非常相似，并表明它们形成了一个调节蛋白家族。

严等人（2017）在小鼠大脑的各个区域发现了组蛋白 H3K23 乙酰化，包括大脑皮层、海马、嗅结节和小脑。H3K23ac的分布模式与小鼠Brpf1在脑中的表达模式相似。

▼ 测绘

格雷戈里尼等人（1996）通过荧光原位杂交将 BR140 基因定位到 3p25-p26。

▼ 基因功能

BRPF1 充当支架蛋白以桥接组蛋白乙酰转移酶 KAT6A（ 601408 ）和 KAT6B（ 605880 ）与 ING5（ 608525 ）和 MEAF6（ 611001 ）的相互作用。BRPF1 还激活 KAT7（ 609880 ）。这些复合物的形成导致组蛋白 H3（H3K23）的乙酰化（参见例如 HIST1H3A, 602810）和表观遗传调控。BRPF1 蛋白包含几个不同的结构域：N 端 KAT6A 和 KAT6B 结合域，然后是组蛋白和 DNA 结合域，核定位信号，ING5 和 MEAF6 结合域，最后是 C 端H3K36me3 结合域（PWWP）。使用细胞免疫沉淀研究，Yan 等人（2017）证明 BRPF1 主要通过 KAT6A 和 KAT6B 控制 H3K23 乙酰化。

▼ 分子遗传学

Yan 等人在来自 9 个无关家庭的 10 名患有智力发育障碍伴畸形面容和上睑下垂的患者中（IDDDFP; 617333 ）（2017）鉴定了 BRPF1 基因中的杂合突变（参见，例如，602410.0001 - 602410.0005）。一个突变是错义突变，所有其他突变都是无义或移码突变，导致蛋白质的 C 末端截短，其中结构域被删除。功能分析表明，由此产生的 BRPF1 变体是致病性的，并且组蛋白 H3 在赖氨酸 23 处的乙酰化受损，尽管它们通过不同的机制起作用。导致缺失对结合 KAT6A、KAT6B 和/或 ING5 和 MEAF6 重要的结构域的突变（参见，例如，602410.0002和602410.0003 ）不能形成四聚体复合物并具有降低的刺激乙酰转移酶活性的能力，而发生在这些功能域远端的突变（参见例如602410.0004）保留了形成复合物的能力并具有正常的乙酰转移酶活性，但缺乏PWWP 结构域，与三甲基化组蛋白 H3 结合。与野生型相比，这些突变也改变了亚细胞定位，同样是通过不同的机制。研究结果表明，BRPF1 单倍体不足，导致 H3K23 乙酰化降低和表观遗传和发育程序失调，是该疾病的致病机制。

在 3 代 IDDDFP 家庭的 5 名受影响成员中，Mattioli 等人（2017）鉴定了 BRPF1 基因中的杂合移码突变（ 602410.0006 ）。该突变是通过外显子组测序发现的，并通过 Sanger 测序确认。HEK293 细胞的体外功能表达研究表明，突变蛋白能够结合 KAT6A，但不能结合 ING5 和 MEAF6。对转染该突变的 HeLa 细胞的研究表明，截短的变体未能刺激组蛋白 H3 的 K23 乙酰化。突变蛋白也显示出异常的细胞内定位。随后，通过 GeneMatcher 交换数据库（602410.0007- 602410.0010）。他们的表型与 IDDDFP 一致。其中三个突变是截断突变，1 个是错义突变。未进行这些变体的功能研究。

▼ 动物模型

你等人（2015）产生了前脑中缺乏 Brpf1 的小鼠。他们观察到出生前脑中缺乏 Brpf1 的小鼠比预期的要少，这表明部分产前致死率，并且大多数突变小鼠在第 21 天断奶前死亡。突变小鼠在出生时看起来正常，并且在前 5 天表现出正常生长，但到第 10 天，它们明显小于对照同窝仔。幸存的老鼠食欲下降，行为和神经缺陷。突变小鼠的大脑尺寸减小，新皮质发育改变，Ctip2（ 606558 ）阳性层变窄，以及分层和神经元祖细胞产生缺陷。此外，前脑 Brpf1 的缺失降低了 Tbr2（EOMES；604615）、Nr2f1（132890）和 Robo3（608630），导致胼胝体发育不全。RT-PCR 分析显示不同层标记的表达减少，转录因子的表达改变，以及几个对后脑发育很重要且通常在新皮质中沉默的Hox 基因（例如，HOXA7； 142950 ）的表达增加。你等人（2015）得出结论，BRPF1 对前脑发育很重要。

你等人（2015）在缺乏 Brpf1 的小鼠中观察到胚胎第 9.5 天的致死率。突变动物在胎盘、卵黄囊和胚胎中表现出血管缺陷，以及神经管闭合。胚胎成纤维细胞和造血祖细胞的增殖减少。此外，Brpf1 缺失降低了 Rpl10l 的转录，增加了 Scp3l 和 Gm773 的表达。你等人（2015）得出结论，Brpf1 对胚胎发育和细胞周期控制很重要，并指出与 Brpf2（BRD1; 604589 ）的缺失相比，它的缺失会导致不同器官的早期死亡和缺陷。

你等人（2016 年）发现，由于急性骨髓衰竭和再生障碍性贫血，小鼠血细胞中 Brpf1 的选择性缺失会导致早期死亡。骨髓和肝脏显示造血干细胞和造血祖细胞严重缺乏，同时活性氧、衰老和凋亡升高。RNA 测序和定量 RT-PCR 分析表明多能基因的表达降低，包括 Slamf1（ 603492 ）、Mecom（ 165215 ）、Hoxa9（ 142956 ）、Gfi1（ 600871 ）、Egr（ 128990 ）和 Gata3（ 131320 ）。H3K23 的乙酰化也需要 Brpf1。你等人（2016）得出结论，BRPF1在造血过程中是必不可少的。

严等人（2017 年）在转基因小鼠的胸腺和脾脏蛋白提取物中发现了缺陷的 H3K23 乙酰化，特别是在造血细胞中敲低了 Brpf1。前脑特异性 Brpf1 敲除小鼠的背侧皮层提取物和外胚层特异性 Brpf1 敲除小鼠胚胎的蛋白质提取物中也存在类似的缺陷。在 Brpf1-null 小鼠胚胎成纤维细胞中未检测到 H3K23 乙酰化。杂合突变胚胎也显示出减少的 H3K23 乙酰化。

▼ 等位基因变体（ 10 个精选示例）：

.0001 智力发育障碍伴畸形面容和上睑下垂
BRPF1、PRO370SER
在一名患有智力发育障碍、面部畸形和上睑下垂的男性患者（P4）（IDDDFP; 617333 ）中，Yan 等人（2017）鉴定了 BRPF1 基因中的杂合 c.1108C-T 转换（c.1108C-T，NM_001003694.1），导致在高度保守的残基上发生 pro370-to-ser（P370S）取代，这对于与 DNA 骨架的结合很重要核小体。该突变是通过外显子组测序发现的，遗传自患者未受影响的母亲，母亲为该突变镶嵌。患者类淋巴母细胞显示 H3K23 乙酰化降低（约 50% 的对照）。突变在 HEK293 细胞中的表达表明 P370S 突变体能够与类似于野生型的 KATA6A、ING5 和 MEAF6 形成四聚体复合物，尽管它不能通过 KAT6A 促进 H3K23 乙酰化，这证明了 DNA 结合环的重要性。P370S 变体显示出与野生型蛋白质不同的细胞质分布，

.0002 智力发育障碍伴畸形面容和上睑下垂
BRPF1、ARG455TER
在一名患有智力发育障碍、面部畸形和上睑下垂的女性患者（P5）（IDDDFP; 617333 ）中，Yan 等人（2017）鉴定了 BRPF1 基因中的从头杂合 c.1363C-T 转换（c.1363C-T，NM_001003694.1），导致核定位信号之前的 arg455 到 ter（R455X）取代。该突变是通过外显子组测序发现的。预计截短的蛋白质没有 ING5 和 MEAF6 相互作用域。与对照组相比，患者成纤维细胞的 H3K23 乙酰化水平降低了约 50%。然而，该突变并未导致无意义介导的 mRNA 衰变。突变在 HEK293 细胞中的表达表明，R455X 突变不能促进 ING5 和 MEAF6 的表达，不能介导 KAT6A 与 ING5 和 MEAF6 的相互作用，并且刺激 KAT6A 乙酰转移酶活性的能力降低，可能是由于ING5 和 MEAF6 域。

.0003 智力发育障碍伴畸形面容和上睑下垂
BRPF1、2-BP DEL、362AG
在一名患有智力发育障碍、面部畸形和上睑下垂的女性患者（P1）（IDDDFP; 617333 ）中，Yan 等人（2017）鉴定了 BRPF1 基因中的从头杂合 2-bp 缺失（c.362_363delAG，NM_001003694.1），导致 N 末端域中的移码和过早终止（Glu121GlyfsTer2）。该突变是通过外显子组测序发现的。预计截短的蛋白质没有 ING5 和 MEAF6 相互作用域。突变在HEK293细胞中的表达表明，突变蛋白的产生水平低于野生型，未能促进ING5和MEAF6的表达；它也未能与 MEAF6 交互。突变蛋白显示出均匀的细胞质分布，但在 KAT6A、ING5 和 MEAF6 存在下移动到细胞核。

.0004 智力发育障碍伴畸形面容和上睑下垂
BRPF1、ARG833TER
在一名患有智力发育障碍、面部畸形和上睑下垂的女性患者（P8）（IDDDFP; 617333 ）中，Yan 等人（2017）鉴定了 BRPF1 基因中的从头杂合 c.2497C-T 转换（c.2497C-T，NM_001003694.1），导致 arg833-to-ter（R833X）取代。该突变是通过外显子组测序发现的。该突变发生在与其他乙酰转移酶蛋白结合位点的远端，但缺少与三甲基化组蛋白 H3 结合的 PWWP 结构域。突变在 HEK293 细胞中的表达表明，突变蛋白保留了与 KAT6A、KAT6B、ING5 和 MEAF6 形成四聚体复合物的能力，并且在刺激 KAT6A 的乙酰转移酶活性方面与野生型一样具有活性。R833X 蛋白在细胞质中形成大的聚集体，但在 KAT6A、ING5 和 MEAF6 的共同产生后变成核。

.0005 智力发育障碍伴畸形面容和上睑下垂
BRPF1、ARG1100TER
在一名患有智力发育障碍、面部畸形和上睑下垂的女性患者（P10）（IDDDFP; 617333 ）中，Yan 等人（2017）鉴定了 BRPF1 基因中的从头杂合 c.3298C-T 转换（c.3298C-T, NM_001003694.1），导致 arg1100 到 ter（R1100X）替换。该突变是通过外显子组测序发现的。突变发生在与其他乙酰转移酶蛋白结合位点的远端，但发生在与三甲基化组蛋白 H3 结合的 PWWP 结构域内。突变在 HEK293 细胞中的表达表明，突变蛋白保留了与 KAT6A、KAT6B、ING5 和 MEAF6 形成四聚体复合物的能力，并且在刺激 KAT6A 的乙酰转移酶活性方面与野生型一样具有活性。

.0006 智力发育障碍伴畸形面容和上睑下垂
BRPF1、2-BP DEL、NT1052（{SCV000328673.1}）
Mattioli 等人在 3 代家族（A 家族）的 5 名受影响的成员中，患有智力发育障碍伴畸形面容和上睑下垂（IDDDFP; 617333 ）（2017）鉴定了 BRPF1 基因中的杂合 2-bp 缺失（c.1052_1053del，NM_001003694.1），导致移码和过早终止（Val351GlyfsTer8）。通过外显子组测序发现并通过 Sanger 测序确认的突变已针对公共数据库进行过滤，并且未在 ExAC 数据库中找到。对患者细胞的分析表明，突变的转录本部分逃脱了无意义介导的 mRNA 衰变。预计截短的蛋白质缺乏 ING5 和 MEAF6 结合域以及 PWWP 域。HEK293 细胞的体外功能表达研究表明，突变蛋白能够结合 KAT6A，但不能结合 ING5 和 MEAF6。与对照组相比，患者成纤维细胞的 H3 乙酰化水平没有显着差异，与对照组相比，H3K23 的乙酰化只有轻微且不显着的降低。然而，对转染该突变的 HeLa 细胞的研究表明，截短的变体未能刺激组蛋白 H3 的 K23 乙酰化。突变蛋白也表现出异常的细胞内定位，与野生型相比，细胞质和细胞核分布更均匀。

.0007 智力发育障碍伴畸形面容和上睑下垂
BRPF1、TYR994TER
在一名 10 岁男孩（个人 9 名）中，患有智力发育障碍、面部畸形和上睑下垂（IDDDFP; 617333 ），Mattioli 等人（2017）报道了 BRPF1 基因中的从头杂合 c.2982C-G 颠换（c.2982C-G，NM_001003694.1），导致 tyr994 到 ter（Y994X）取代。预计截短的蛋白质缺乏 PWWP 结构域。未进行变体的功能研究和患者细胞的研究。通过GeneMatcher交换数据库识别出患者，并通过全外显子组测序发现突变。

.0008 智力发育障碍伴畸形面容和上睑下垂
BRPF1, 1-BP DEL, 567T
在一名 3 岁男孩（个体 10 岁）中，患有智力发育障碍、面部畸形和上睑下垂（IDDDFP; 617333 ），Mattioli 等人（2017）报道了 BRPF1 基因中的从头杂合 1-bp 缺失（c.567delT, NM_001003694.1），导致移码和提前终止（Asp190MetfsTer24）。预计截短的蛋白质至少缺少部分与 KAT6A 和 KAT6B 的相互作用域，以及与 ING5 和 MEAF6 的所有相互作用域。未进行变体的功能研究和患者细胞的研究。通过GeneMatcher交换数据库识别出患者，并通过全外显子组测序发现突变。

.0009 智力发育障碍伴畸形面容和上睑下垂
BRPF1，1-BP DUP，104A
在一名 12 岁男孩（个体 11 岁）中，患有智力发育障碍、面部畸形和上睑下垂（IDDDFP; 617333 ），Mattioli 等人（2017）报道了 BRPF1 基因中的杂合 1-bp 重复（c.104dupA, NM_001003694.1），导致 N 末端的移码和提前终止（Tyr35Ter）。预计截短的蛋白质缺乏与 KAT6A 和 KAT6B 的相互作用域以及与 ING5 和 MEAF6 的相互作用域。未进行变体的功能研究和患者细胞的研究。通过GeneMatcher交换数据库识别出患者，并通过全外显子组测序发现突变。患者被收养；父母 DNA 无法用于检测从头状态。

.0010 智力发育障碍伴畸形面容和上睑下垂
BRPF1、CYS389ARG
在一名 3.9 岁男孩（个体 12 岁）中，患有智力发育障碍并伴有面部畸形和上睑下垂（IDDDFP; 617333 ），Mattioli 等人（2017）报道了 BRPF1 基因中的从头杂合 c.1165T-C 转换（c.1165T-C, NM_001003694.1），导致在第二个 PHD 中的一个保守残基处发生 cys389-to-arg（C389R）取代领域。未进行变体的功能研究和患者细胞的研究。通过GeneMatcher交换数据库识别出患者，并通过全外显子组测序发现突变。