Rh-null溶血性贫血,调节型

Rh血型抗原(111700)与约30kD的人红细胞膜蛋白(所谓的Rh30多肽)相关。50和45 kD的异质糖基化膜蛋白Rh50糖蛋白在用抗Rh特异性单克隆抗体和多克隆抗体免疫沉淀后与Rh30多肽共沉淀。Rh抗原似乎以CD47(601028),LW(111250)和糖蛋白B(617923)的多亚基复合物形式存在,并在Rh50糖蛋白中起关键作用。

细胞遗传学位置:6p12.3
基因座标(GRCh38):6:49,605,174-49,636,873

Gene-Phenotype Relationships
Location Phenotype Phenotype
MIM number
Inheritance Phenotype
mapping key
6p12.3 Anemia, hemolytic, Rh-null, regulator type 268150 AD 3
Overhydrated hereditary stomatocytosis 185000 AD 3

▼ 克隆和表达
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Ridgwell等(1992)分离的代表Rh50糖蛋白家族成员Rh50A糖蛋白的cDNA克隆。他们使用基于Rh50糖蛋白的N末端氨基酸序列和人类基因组DNA的简并引物进行PCR。包含Rh50A糖蛋白完整编码序列的cDNA克隆预测了409个氨基酸的N-糖基化膜蛋白,具有多达12个跨膜结构域。它在氨基酸序列和预测的拓扑结构上都与Rh30A蛋白显示出明显的相似性。认为该发现与Rh30和Rh50蛋白基团是寡聚复合物的不同亚基的可能性一致,该寡聚复合物可能在红细胞膜中具有转移或通道功能。

▼ 基因结构
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Huang(1998)确定了Rh50基因的内含子/外显子结构。Rh50基因的结构与Rh30基因的结构几乎相同。在分配的10个外显子中,大小和序列的保守性主要局限于外显子2至9的区域,这表明RH50和RH30通过跨染色体插入事件形成为来自共同祖先的2个孤立的遗传基因座。

▼ 生化特征
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晶体结构

Khademi等(2004年)从Amt / MEP / Rh蛋白超家族中以1.35埃的分辨率确定了氨通道的晶体结构。通道跨膜11次。结构上类似的两半以相反的极性横跨膜。有或没有氨或甲基氨的结构都显示出一个前庭,该前庭募集NH4 + / NH3,一个与NH4 +的结合位点,以及一个20埃长的疏水通道,可将NH4 + pKa降至6以下并传导NH3。在通道内发现了NH3的良好相互作用,并使用了保守的组氨酸。Khademi等(2004年)得出的结论是,将AmtB重组为囊泡表明AmtB会传导不带电荷的氨。

▼ 测绘
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通过分析体细胞杂种,Ridgwell等(1992年)将Rh50A基因定位到6p21-qter,这表明Rh30多肽的基因而不是Rh50基因的遗传差异指定了Rh抗原的主要多态形式,因为Rh血型对应到1号染色体,不是6号染色体。Cherif-Zahar等(1996)通过同位素原位杂交对Rh50基因进行了5个区域分配,并得出结论,它对应到6p21.1-p11,可能是6p12。

▼ 基因功能
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Rh-null个体中不存在RhAG和Rh蛋白会导致红细胞形态和功能异常,称为Rh-缺乏症。RhAG和Rh多肽是属于同一家族(36%的同一性)的类红细胞特异性跨膜蛋白。Marini等(1997)和Matassi等(1998)发现Rh家族蛋白,特别是RhAG,和Mep / Amt铵转运蛋白之间具有显着的序列相似性。Marini等(2000)表明RhAG和RhGK(605381),一种仅在肾脏细胞中表达的人类同源物,当在酵母中表达时起铵转运蛋白的作用。两者都专门补充了缺乏铵吸收的酵母突变体的生长缺陷。此外,在有毒浓度的类似物甲基铵存在下,铵的流出测定和生长试验表明,RhAG和RhGK也可以促进铵的输出。该结果提供了第一个实验证据,证明RhAG和RhGK在铵转运中具有直接作用,并且受到人们的高度关注,因为以前没有在人类中表征特定的铵转运系统。

Westhoff等(2002年)使用非洲爪蟾卵母细胞表达系统来确定Rh和RhAG蛋白的功能。他们证明了完全糖基化的RhAG蛋白的表达,并提供了RhAG介导的铵吸收的第一个直接证据。

Ripoche等(2004年)分析了人类和小鼠的遗传变异在RhAG或Rh复合物的其他成分中存在缺陷时在红细胞和幽灵中的转运。他们发现,甲基铵或铵转运的速率常数与功能性RhAG的量直接相关,而不受Rh,CD47或LW的量的影响。

布鲁斯等(2009)在非洲爪蟾卵母细胞中表达RHAG并观察到单价阳离子泄漏的诱导,细胞内Na +升高而细胞内K +降低,因此3天后,细胞内Na +超过细胞内K +。作者认为RHAG具有阳离子途径的性质,可能代表受调控的阳离子通道。

▼ 分子遗传学
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Rh-null,调节器类型

Rh-null型Rh-null调节剂(RHNR; 268150)和Rh-mod(其中发现了痕量的Rh抗原)表现出与慢性溶血性贫血,气孔细胞增生和球囊增生,渗透性脆弱性降低和阳离子渗透性增加。另外,Rh-null膜的特征是具有高活性的膜ATPase,并减少了红细胞阳离子和水含量。Cherif-Zahar等(1996)提出Rh50的突变等位基因是RH基因座的抑制剂,并解释了大多数Rh缺乏的病例。他们分析了5个无关的Rh-null病例中编码Rh,CD47和Rh50蛋白的基因和转录本,并鉴定了转录本中的3种Rh50突变类型以及它们的基因组DNA。在来自南非的2个看似无关的个体中以纯合子状态观察到第一个突变,涉及2bp的颠换和2bp的缺失,在酪氨酸51密码子后引入了移码(180297.0001)。他们指出,由于无法通过流式细胞仪或蛋白质印迹分析对这两个个体的红细胞检测到Rh50糖蛋白,因此,这些变体中预测的截短的Rh50多肽(107个残基而不是409个残基)很可能被降解了而没有插入膜中。第二个突变由核苷酸1086处的单碱基缺失组成,导致丙氨酸362(180297.0002)。推导的Rh50蛋白长376个氨基酸(而不是409个氨基酸),并在其C末端包含14个新残基。令人惊讶地,通过RFLP分析发现该突变处于杂合状态。扩增第二个Rh50等位基因产物的尝试未成功,强烈暗示该转录本在网织红细胞中不存在或表达不佳。Cherif-Zahar等(1996)假设该等位基因在转录上是沉默的,并且受试者的红细胞应携带正常剂量截短的Rh50蛋白的一半。有趣的是,流式细胞仪和蛋白质印迹分析表明该蛋白质完全不存在。他们指出RH和Rh50蛋白质彼此相互作用,并建议Rh50的C末端可以稳定这种相互作用,或者可以代表对于细胞表面表达至关重要的蛋白质-蛋白质相互作用位点。Cherif-Zahar等人鉴定出的第三个Rh50突变(1996)是由G236A转变(180297.0003)引起的错义突变。流式细胞仪和蛋白质印迹分析表明,突变蛋白仅在野生型水平的20%处在细胞表面表达。

Cherif-Zahar等(1996年)提供了一个图例,该图例说明了4名具有调节型Rh-null表型的患者的3个突变的含义。Cherif-Zahar等人研究的第五个具有Rh-null表型的受试者(1996),尽管Rh,CD47和LW序列容易从网织红细胞RNA中扩增和测序,但所有扩增Rh50转录物的尝试均未成功。这表明Rh50基因在该变异体中是转录沉默的,正如在受试者的1个等位基因中缺失了核苷酸1086所观察到的。在这些情况下的发现向作者表明,仅当存在Rh50蛋白时,Rh抗原才会显着表达。 。Cherif-Zahar等(1996)但是,相反的说法是不正确的;如沉默型Rh-null变体所示,在没有Rh蛋白的情况下,少量Rh50可能到达细胞表面。不同Rh50突变的鉴定可能解释了归类为调节剂和Rh-mod类型的Rh-null个体的众所周知的异质性。

黄等(1998)描述了Rh50糖蛋白基因中两个突变的复合杂合性。外显子6中的836G-A突变导致gly279到glu取代,从而改变了跨膜区段9的中央氨基酸(180297.0004)。尽管cDNA分析显示仅836A等位基因表达,但基因组研究显示836A和836G等位基因均存在。对基因组织的详细分析导致在836G等位基因中鉴定出有缺陷的供体剪接位点,这是由内含子1的剪接供体位点的不变GT元件中的G-to-A突变引起的(180297.0005)。

Rh-mod综合征是一种罕见的遗传疾病,被认为是由“修饰子”处的突变导致的,该突变与位于Rh-null疾病的调节子类型(即RHAG基因)之外的抑制子分开。黄等(1999年)在一个有血缘背景的犹太家庭中研究了这种疾病,并分析了RH和RHAG,这是两个控制Rh抗原表达和Rh复合体装配的基因座。尽管存在ad(D阴性)单倍型,但在RH基因座上未发现其他重大改变,并且cDNA测序显示家族成员中D,Ce和ce Rh转录本的正常结构。但是,对RHAG转录本的分析确定了起始密码子中单个G到T的转化,导致错义的氨基酸变化:ATG(met)变为ATT(ile)(180297.0007)。

水分过多的遗传性造血作用

Bruce等人 在7种血水过多的遗传性造血细胞增多症(OHST; 185000)中(2009年)分析了候选基因RHAG,并在来自6个家庭的受影响个体中确定了相同错义突变的杂合性(F65S;180297.0011)。其余患者为杂合子,发生不同的错义突变(I61R;180297.0012)。在非洲爪蟾卵母细胞中的表达表明突变蛋白诱导了大的单价阳离子泄漏。

斯图尔特等(2011年)确定了4个与OHST无关的个体的RHAG F65S突变的杂合性。Stewart等人指出,在18位OHST患者中,有17位已公布的RHAG突变已出现杂合的F65S突变(2011年)结论是F65S代表了RHAG相关OHST的突变热点。在非洲爪蟾卵母细胞中表达的F65S突变体既表现出增强的电流的功能获得表型,又表现出Rb +和Li +渗透性的增强(可能是内源性的)以及严重降低的甲基氯化铵(MA / MA +)的功能丧失表型。属性改变的转移。这些发现以及以前的数据表明,伴随野生型和突变型RHAG多肽过度表达而增加的阳离子渗透性代表了内源性渗透性途径的调控发生了二次改变。

在具有OHST的3代家族中,Shmukler等人(2013年)确定了与疾病隔离的RHAG基因中F65S突变的杂合性。

▼ 演变
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Heitman和Agre(2000)绘制了人类Rh血型抗原,人类Rh糖蛋白,具有Rh同源性的非人类序列以及来自酵母,细菌,植物和蠕虫的铵转运蛋白的多个序列的系统树。

▼ 等位基因变异体(12个示例):
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.0001 RH-NULL,调节器类型
RHAG,4-BP DEL / 2-BP INS,NT154
Cherif-Zahar等在2名明显无关的受试者(SF和JL)中发现了来自南非的溶血性贫血,其Rh-null表型为调节型(RHNR;268150)(1996年)发现RHAG核苷酸154-157从CCTC变为GA的纯合性(2 bp颠倒和2 bp缺失; c.154_157delinsGA),在酪氨酸51密码子后引入了移码,并导致密码子107的提前终止密码子。

.0002 RH-NULL,调节器类型
RHAG,1-BP DEL,1086A
Cherif-Zahar等人在患有溶血性贫血和调节型Rh-null(RHNR; 268150)的受试者中(1996)发现杂合性缺失了腺嘌呤-1086,其在丙氨酸362的密码子之后引入了移码,并导致376密码子的终止密码子过早。尝试分离第二个RHAG等位基因的产物是失败的。患者中未检测到Rh50蛋白表达。

.0003相对湿度
RHAG,SER79ASN
Cherif-Zahar等人在“ mod”型Rh-null的受试者(VL)中(268150)(1996)发现了一个错义突变,ser79到asn,是由236位核苷酸的G到A跃迁引起的。另一个等位基因显然是沉默的。

.0004 RH-NULL,调节器类型
RHAG,GLY279GLU
Hyland等(1998)报道了在Rh-null(RHNR; 268150)个体YT 的情况下的分子发现,尽管对于供体的细胞已在一些生化研究中使用,但从未正式记录过其调节剂或无定形类型。初步的家庭研究表明,功能性D和C抗原从YT遗传到3个孩子,这表明YT属于调节子类型。分子研究表明,YT是从她的母亲那里遗传下来的突变,是一种复合杂合子(Hyland等,1998年的复合杂合子)。),携带1个突变Rh50等位基因和1个转录沉默Rh50等位基因。发现Rh50 mRNA含有836G-A过渡区,在膜蛋白的预计疏水域内产生错义和非保守的gly279-glu(G279E)氨基酸取代。通过对基因组DNA的研究发现,YT既携带836A等位基因又携带836G等位基因,但在cDNA中仅包含836A序列,这表明836G等位基因是沉默的。

黄等(1998)证明了Rh50基因的复合杂合性作为Rh-null表型的基础。一个突变是836G-A突变,导致外显子6的错义变化,从gly279变为glu。另一个突变是内含子1剪接​​供体位点的不变GT元件变为AT。在这种情况下,血液样本来自澳大利亚的女性先证者(YT)。血清学检查证实Rh抗原(DCEce-和Rh17-)为无效状态。

.0005 RH-NULL,调节器类型
RHAG,IVS1,GA,+ 1
为了讨论RHAG基因调节子类型(RHNR; 268150)的患者在复合杂合状态下发现的RHAG基因(IVS1G-A + 1)内含子1 +1位置从G到A的转变),由Huang等人撰写(1998),参见180297.0004。

Cherif-Zahar等人发现了相同的突变(1998)在纯合子状态下,在加利福尼亚州的一名患者的调节型Rh-null(RHNR; 268150)。

.0006 RH-NULL,调节器类型
RHAG,IVS6,GA,-1
Cherif-Zahar等(1998年)描述了2名“典型的Rh空综合征”(RHNR;268150)的无关患者中Rh50基因的剪接突变。第一个突变影响内含子6的3-prime受体剪接位点的不变G残基,导致下游外显子的跳过和翻译的过早终止。第二个突变发生在内含子1的5个主要供体剪接位点的第一个碱基处(180297.0005)。发现这两个突变均为纯合状态。

.0007相对湿度
RHAG,MET1ILE
Huang等人在一个有血缘背景的俄罗斯血统的犹太人家庭中(1999)发现Rh-mod综合征的基础(268150)是RHAG转录本起始密码子中的“ met-to-ile”突变。此点突变发生在RHAG外显子1的基因组区域。通过SSCP分析确认了母亲和2个孩子中突变的存在。尽管血液分型显示Rh抗原的表达非常弱,但免疫印迹法几乎未检测到Rh-mod膜中的Rh蛋白。体外转录偶联翻译试验表明,Rh-mod的起始突变体(而不是野生型的)可以从ATG密码子的下游进行翻译。这些发现指出,Rh-mod突变以“泄漏”翻译的形式具有不完全的渗透性,导致一些翻译后缺陷影响Rh50糖蛋白的结构,相互作用和加工。这个家系(SM)中的母亲和她的兄弟(SS )首先被描述为Rh-null的案例。脾切除后,SM的溶血性贫血得到了很好的补偿,而SS的血液学计数正常,脾切除后有许多球细胞和口腔细胞。发现SM是该突变的纯合子;SS在研究时已死。SM的2个孩子是杂合子。

.0008 RH-NULL,调节器类型
RHAG,IVS7,GA,+ 1
Huang(1998)在1名患有调节型Rh-null疾病的患者中(RHNR; 268150),检测到缩短的Rh50转录本,缺少外显子7的序列。他们在IVS7的+1位点发现了从G到A的转变。该患者纯合子。这种剪接突变不仅导致外显子7的完全跳过,而且导致移码和链过早终止。因此,推导的翻译产物包含351个氨基酸而不是409个氨基酸,在thr315之后具有完全不同的C末端序列。

.0009 RH-NULL,调节器类型
RHAG,VAL270ILE和GLY280ARG
黄等(1999)证明,日本患者的调节型Rh-null溶血性贫血(RHNR; 268150)对RHAG基因中的两个顺式突变是纯合的:在外显子6中,由G到A的转变,从GTT到ATT和GGA到AGA,分别导致val270到ile和gly280到arg替换。

.0010 RH-NULL,调节器类型
RHAG,GLY380VAL
Huang等在日本的调节型Rh-空溶血性贫血患者中(RHNR; 268150)(1999)在RHAG基因的外显子9发现G到T转换,在跨膜12段的第380个密码子转换了GGT(gly)到GTT(val)。位于外显子9 +1位的颠换也影响了mRNA之前的剪接,并导致部分外显子跳跃。尽管在结构上正常的Rh抗原基因座,血细胞凝集和免疫印迹均未显示Rh抗原或蛋白质的表达。

.0011过度遗传性气胸
RHAG,PHE65SER
在来自6个血统过高的遗传性造血细胞增多症(OHST; 185000)的受感染个体中,其中5个是先前报道的(Stockport,Lock等,1961 ; Brighton,Meadow,1967 ; Grenoble,Morle等,1989 ;和Albuquerque and图卢兹,弗里克等人,2004),布鲁斯等人(2009年)鉴定了RHAG基因外显子2中c.194T-C过渡的杂合性,导致在高度保守的残基处发生phe65-to-ser(F65S)取代。该突变与3个家庭的疾病隔离,这些家庭可利用其DNA,在56个对照中未发现。在非洲爪蟾卵母细胞中的表达表明,F65S突变体诱导的大单价阳离子泄漏是野生型的6倍。

斯图尔特等(2011年)确定了F65S突变的杂合性,其中有4个无关的个体具有过度水合的胞吞作用,包括最初由Mentzer等人研究的患者(1975)。结果表明,该突变是在已有父母DNA的1名患者中从头出现的。斯图尔特等(2011年)得出结论,F65S代表了与RHAG相关的OHST的突变热点。在非洲爪蟾卵母细胞中表达的F65S突变体既表现出增强电流的功能获得表型,又表现出Rb(+)和Li(+)渗透性增强(可能是内源性的),并且表现出甲基铵严重降低的功能丧失表型。氯化物(MA / MA +)的转移,其性质发生了改变。

使用pH敏感探针,Genetet等(2012年)从4名F65S突变的OHST患者的红细胞中重封了幽灵(“南希”患者,布鲁斯等人,2009年;“格勒诺布尔”亲戚的父亲和女儿,莫尔等人,1989年;“图卢兹”患者)(来自Fricke et al。,2004的 'B'家族)并提交给铵梯度溶液。作者观察到,与对照相比,OHST红细胞的碱化速率常数值降低了约50%,并得出结论,这种降低与F65S突变的RHAG单体的功能丧失有关。

Eber等人先前曾报道过母亲和女儿患有OHST(1989),Shmukler等(2013)确定了RHAG基因的F65S突变的杂合性。女儿的受影响儿子中也存在这种突变,但在3个未受影响的家庭成员中未发现该突变。作者指出,在受影响的女儿中,从未受影响的父亲那里遗传的RHAG多态性(rs9473627)严重降低了野生型等位基因相对于突变等位基因的PCR扩增,导致在使用'I3R1时'纯属不可能的'遗传指示寡核苷酸。使用不同的侧翼寡核苷酸进行的PCR扩增揭示了子代中F65S的遗传上适当的杂合性。

.0012过度遗传性气胸
RHAG,ILE61ARG
Fricke等人先前报道,一名索马里血统(称为“耙”)的女性患者患有过度水合的造血功能(OHST;185000)(2004),Bruce等(2009年)确定了RHAG基因外显子2中c.182T-G的杂合性,在高度保守的残基上导致了ile61-arg(I61R)取代。在56个对照中未发现该突变。在非洲爪蟾卵母细胞中的表达表明,I61R突变体诱导的大单价阳离子泄漏是野生型的6倍。