成骨不全症，XVII 型; 分泌蛋白，酸性，富含半胱氨酸

SPARC 是一种基质相关蛋白，可引起细胞形状变化、抑制细胞周期进程并影响细胞外基质（ECM） 的合成（ Bradshaw 等人，2003 ）。

▼ 克隆与表达

使用 Northern 印迹分析，Mason 等人（1986）在所有检查的成年小鼠组织和检查的所有胚胎阶段发现了不同的 Sparc 表达。在发育过程中，Sparc 在胚胎外组织中的表达高于在胚胎中的表达。

使用Mason 等人分离的小鼠 cDNA（1986），Swaroop 等人（1988）从胎盘 cDNA 文库中克隆了人类 SPARC。推导出的 303 个氨基酸蛋白具有 N 端信号肽，随后是推定的富含谷氨酸残基的钙结合结构域、富含半胱氨酸的结构域、α-螺旋结构域和 C 端钙结合结构域包含 EF 手形图案。人和小鼠 SPARC 共享 93% 的氨基酸同一性。Northern 印迹分析揭示了一个主要的 2.2-kb 转录本在所检查的所有胎儿、新生儿和成人人体组织中以及在所检查的大多数人类细胞系中的可变表达。还观察到一个 3.0 kb 的小转录本，它与主要转录本的不同之处仅在于下游多腺苷酸化信号的使用。

SPARC 与骨连接蛋白（来自拉丁动词 nectere，结合、桥接或链接）相同，骨连接蛋白是Termine 等人在奶牛身上发现的一种对骨钙化很重要的蛋白质（1981 年）。它是一种 32,000 道尔顿的骨特异性磷蛋白，可选择性地与羟基磷灰石和不同部位的胶原原纤维结合。骨连接素解释了骨胶原蛋白钙化的独特特性；骨骼的 I 型胶原蛋白与皮肤和肌腱的胶原蛋白相同（见120150）。在骨骼中，它以每 10 微克蛋白质 2.3 微克的浓度存在。它也存在于牙本质中，但不存在于所有其他组织中。通过比较蛋白质序列以及研究基因，Findlay 等人（1988）得出结论，骨粘连蛋白在物种之间高度保守。

杨等人（1990）从骨 cDNA 文库中克隆人骨连接蛋白。推断的蛋白质与预测的胎盘形式相同。Northern 印迹分析检测到一个显着的 2.2-kb 转录本，该转录本在培养的人骨、牙龈、牙周韧带和胎儿皮肤细胞中表达最高。在胎盘组织中，在妊娠早期扩张的蜕膜中检测到主要的骨连接蛋白表达。

Mundlos 等人使用人胚胎和胎儿组织的原位杂交和免疫组织化学分析（1992）发现广泛的骨连接蛋白表达，主要在快速增殖的组织中。在矿化组织中，在上部肥大和增殖区的成骨细胞、成牙本质细胞和软骨细胞中检测到高表达。在发育中牙齿的成牙本质细胞、肾上腺和性腺的类固醇产生细胞、肾小球、肺支气管、皮肤、巨核细胞和大血管中也检测到高表达。组织化学分析仅在骨和矿化软骨区域中检测到细胞外骨连接蛋白。

▼ 测绘

通过对体细胞杂交 DNA 的 Southern 分析，Swaroop 和 Francke（1987）将人类 SPARC 基因分配给了 5 号染色体，并发现了相同的 RFLP。斯瓦鲁普等人（1988）通过原位染色体杂交缩小了对染色体 5q31-q33 的分配。通过荧光原位杂交，Le Beau 等人（1993）将 SPARC 基因对应到染色体 5q31.3-q32。

奈勒等人（1989）证明了骨连接蛋白基因的 RFLPs 应该可用作 5 号染色体上的标记，并用于研究骨连接蛋白在骨疾病中的可能作用。

小鼠 Sparc 基因位于 11 号染色体上（ Mason et al., 1986 ）。

▼ 基因功能

SPARC 可以由内皮选择性表达以响应某些类型的损伤，在体外诱导贴壁内皮细胞变圆。从关于 SPARC 对内皮通透性影响的研究结果来看，Goldblum 等人（1994）得出结论，SPARC 通过细胞形状的 F-肌节蛋白依赖性变化来调节内皮屏障功能，这与细胞间隙的出现一致，这为大分子的外渗提供了细胞旁通路。

通过体内选择、转录组分析、功能验证和临床验证，Minn 等人（2005）确定了一组标记和介导乳腺癌转移到肺部的基因。其中一些基因具有双重功能，在原发肿瘤和肺微环境中都具有生长优势。其他有助于肺部积极的生长选择性。在确定的肺转移特征基因中，包括 SPARC 在内的一些基因在功能上得到了验证。与没有该特征的受试者相比，那些表达肺转移特征的受试者的无肺转移存活率显着较差，但无骨转移存活率不高。

Seux 等人使用人胰腺癌细胞和小鼠成纤维细胞（2011）发现 TP53INP1（ 606185 ） 失活通过逆转 TP53INP1 介导的 SPARC 表达抑制增加了体内和体外的细胞迁移。SPARC 的敲低降低了胰腺癌细胞的迁移能力，与 TP53INP1 表达无关。

▼ 分子遗传学

成骨不全症，XVII 型

Mendoza-Londono 等人 在 2 名患有成骨不全症的无关女孩中（OI17; 616507 ）（2015）进行了全外显子组测序，并分别鉴定了 SPARC 基因 R166H（ 182120.0001 ） 和 E263K（ 182120.0002 ） 中错义变体的纯合性。在内部或公共变异数据库中未发现与每个家庭的疾病分离的突变。患者成纤维细胞产生的I 型胶原蛋白 α 链（参见 COL1A1, 120150）的迁移轻微延迟，表明在三螺旋形成过程中胶原蛋白发生了一些过度修饰。门多萨-隆多诺等人（2015）指出，所涉及的 2 个残基已显示（Sasaki 等人，1998） 直接相互作用，形成分子内盐桥，这对于 SPARC 与 I 型胶原蛋白的结合至关重要。

待确认的关联

有关 SPARC 基因变异与圆锥角膜之间可能关联的讨论，请参见 KTCN1（ 148300 ）。

▼ 动物模型

吉尔莫等人（1998）通过靶向破坏产生 Sparc 缺陷小鼠。直到大约 6 个月大时，这些小鼠看起来都正常且有生育能力，当时它们出现了以白内障形成和晶状体囊破裂为特征的严重眼部病变。晶状体病变的第一个迹象发生在赤道弓区域，在分化的上皮细胞和纤维细胞内逐渐形成液泡。然而，晶状体囊的主要基底层蛋白层粘连蛋白、胶原蛋白 IV、perlecan 或 entactin 没有显示出质的变化。

小鼠中 Sparc 的缺失会导致细胞外基质的结构和组成出现异常，从而导致白内障的产生、严重的骨质减少和皮肤伤口的加速闭合。布拉德肖等人（2003）表明与野生型小鼠相比，Sparc-null 小鼠具有更多的皮下脂肪沉积和更大的附睾脂肪垫。与早期对 SPARC-null 真皮的研究类似，他们观察到与野生型相比，Sparc-null 脂肪垫中的胶原蛋白 I 减少。尽管在 Sparc-null 小鼠中观察到血清瘦素水平升高，但它们的整体体重与野生型小鼠的体重没有显着差异。Sparc-null 与野生型小鼠的附睾脂肪垫中脂肪细胞的直径分别为 252 +/- 61 和 161 +/- 33 microM，与野生型相比，Sparc-null 脂肪垫内的脂肪细胞数量增加垫。因此，Sparc 的缺失似乎导致单个脂肪细胞的大小增加以及每个脂肪垫的脂肪细胞数量增加。在从野生型小鼠分离的脂肪垫中，Sparc mRNA 与基质/血管和脂肪细胞部分相关。布拉德肖等人（2003 年）提出 Sparc 部分通过其对细胞形状调节和细胞外基质产生的影响来限制小鼠脂肪组织的积累。

布雷肯等人（2003 年）报道，Sparc-null 小鼠中的植入肿瘤比野生型小鼠生长得更快，并且显示出 ECM 成分的产生和组织的改变以及巨噬细胞浸润的减少。血管生成生长因子的水平没有差异，尽管在 Sparc-null 小鼠中生长的肿瘤中总血管面积显着减少。布雷肯等人（2003）得出结论，内源性 SPARC 对于 ECM 响应植入肿瘤的适当组织很重要，并且 ECM 在调节肿瘤生长中具有关键作用。

在小鼠激光损伤研究中，Nozaki 等人（2006）观察到损伤诱导的脉络膜新生血管（CNV） 在损伤前因过量的 Vegf（ 192240 ） 而增加，但在损伤后被 Vegf 抑制。这种效应是通过 Vegfr1（FLT1; 165070 ） 激活和 Vegfr2（KDR; 191306 ） 失活介导的：过量的 Vegf 在受伤前增加 CNV，因为 Sparc 抑制了 Vegfr1 的激活，并且受伤后 Sparc 的短暂下降产生了一个时间窗口，其中 Vegf信号主要通过 Vegfr1 路由。

▼ 等位基因变体（ 2 示例）：

.0001 成骨不全症，XVII 型
SPARC, ARG166HIS
Mendoza-Londono 等人对一名来自北非血统家庭的 14 岁女孩（个体 1）患有成骨不全症（OI17; 616507 ）（2015）鉴定了 SPARC 基因外显子 7 中 c.497G-A 转换（c.497G-A，NM_003118.3）的纯合性，导致在细胞外胶原蛋白中高度保守的残基处发生 arg166-to-his（R166H） 取代-结合（EC）域。R166H 突变在未受影响的父母中以杂合性存在，他们来自同一地理限制区域并显示出共同的祖先；在内部外显子组数据库或 dbSNP、1000 Genomes Project、NHLBI/NHGRI Exome Project 或 ExAC 数据库中未发现该变体。与对照组相比，患者成纤维细胞分泌的 SPARC 量减少；SDS-PAGE 显示 I 型胶原蛋白 α 链的迁移有轻微延迟（参见 COL1A1, 120150） 由患者成纤维细胞产生，脉冲追踪实验表明 I 型前胶原的分泌延迟。

.0002 成骨不全症，XVII 型
SPARC, GLU263LYS
Mendoza-Londono 等人在一名患有成骨不全症（OI17; 616507 ）的 7 岁女孩（个体 2）中，由近亲印度父母所生（2015）确定了 SPARC 基因外显子 9 中 c.787G-A 转换（c.787G-A, NM_003118.3） 的纯合性，导致在高度保守的残基处发生 glu263-to-lys（E263K） 取代细胞外胶原结合（EC） 结构域。该突变在她未受影响的父母中以杂合性存在，但在内部外显子组数据库或 dbSNP、1000 基因组计划、NHLBI/NHGRI 外显子组计划或 ExAC 数据库中未发现。与对照组相比，患者成纤维细胞分泌正常量的 SPARC；然而，SDS-PAGE 显示 I 型胶原蛋白 α 链的迁移有轻微延迟（参见 COL1A1, 120150） 由患者成纤维细胞产生，脉冲追踪实验表明 I 型前胶原的分泌延迟。