TIA1 细胞毒性颗粒相关 RNA 结合蛋白

HGNC 批准的基因符号：TIA1

细胞遗传学定位：2p13.3 基因组坐标（GRCh38）：2:70,209,443-70,248,792（来自 NCBI）

▼ 描述

TIA1 基因编码一种参与剪接调节和翻译抑制的 RNA 结合蛋白。它是应激颗粒的关键成分，应激颗粒是在不同类型的细胞应激期间隔离未翻译 mRNA 的细胞质焦点。TIA1 广泛表达，包括骨骼肌和大脑（Hackman 等人，2013 年总结；Mackenzie 等人，2017 年总结）。

▼ 克隆和表达

TIA1 是一种在溶细胞淋巴细胞（CTL）和自然杀伤细胞中表达的 15 kD 细胞质颗粒相关蛋白（Anderson et al., 1990）。在用有丝分裂原或与 T 细胞受体复合物反应的抗体激活后，TIA1 的表达大大增加，并诱导出 28、40 和 53 kD 形式的蛋白质。

田等人（1991）描述了 2 个 TIA1 亚型的 cDNA 克隆和功能表征。通过使用针对 TIA1 的单克隆抗体对溶细胞 T 细胞 cDNA 表达文库进行免疫筛选，他们分离出了 1.6 kb TIA1 cDNA，编码推导的 146 个氨基酸蛋白，称为 rp15-TIA1，通过 SDS-PAGE 检测其表观分子质量为 15 kD。作者使用 1.6 kb cDNA 筛选植物血凝素激活的 T 细胞 cDNA 文库，孤立出编码推导的 375 个氨基酸蛋白的 2.2 kb cDNA，称为 rp40-TIA1，通过 SDS-PAGE 检测其表观分子质量为 40 kD。1.6-kb cDNA 与 2.2-kb cDNA 的最后 1,618 bp 序列相同。rp40-TIA1蛋白含有3个RNA结合域，每个域在N末端有2个核糖核蛋白共有八肽序列，C 末端富含谷氨酰胺的结构域和溶酶体膜靶向基序；rp15-TIA1 蛋白含有富含谷氨酰胺的结构域和溶酶体膜靶向基序。田等人（1991）提出 15-kD TIA1 亚型可能通过蛋白水解加工衍生自 40-kD 亚型，并表明外周血淋巴细胞表达能够特异性裂解 rp40-TIA1 的蛋白酶，导致其 15-kD C 末端释放。Northern 印迹分析在淋巴细胞中检测到 2.7-和 4.0-kb TIA1 转录本，在细胞毒性 T 细胞克隆中检测到 1.7-、2.2-、2.7-和 4.0-kb TIA1 转录本（1991）提出 15-kD TIA1 亚型可能通过蛋白水解加工衍生自 40-kD 亚型，并表明外周血淋巴细胞表达能够特异性裂解 rp40-TIA1 的蛋白酶，导致其 15-kD C 末端释放。Northern 印迹分析在淋巴细胞中检测到 2.7-和 4.0-kb TIA1 转录本，在细胞毒性 T 细胞克隆中检测到 1.7-、2.2-、2.7-和 4.0-kb TIA1 转录本（1991）提出 15-kD TIA1 亚型可能通过蛋白水解加工衍生自 40-kD 亚型，并表明外周血淋巴细胞表达能够特异性裂解 rp40-TIA1 的蛋白酶，导致其 15-kD C 末端释放。Northern 印迹分析在淋巴细胞中检测到 2.7-和 4.0-kb TIA1 转录本，在细胞毒性 T 细胞克隆中检测到 1.7-、2.2-、2.7-和 4.0-kb TIA1 转录本。

▼ 基因结构

Kawakami 等人（1994）确定 TIA1 基因包含 13 个外显子，跨度超过 46 kb 的基因组 DNA。尽管他们鉴定了编码 40-kD TIA1 蛋白的 mRNA 的转录起始位点，但他们无法鉴定能够启动编码 15-kD TIA1 蛋白的 mRNA 的第二个启动子。这支持了 15-kD 同工型通过蛋白水解衍生自 40-kD 同工型的可能性。

▼

通过原位杂交作图，Kawakami 等人（1994）将 TIA1 基因定位到染色体 2p13。

▼ 基因功能

Tian 等（1991）证明TIA1是一种核酸结合蛋白，优先识别poly（A）均聚物并诱导透化胸腺细胞中的DNA片段化。他们认为TIA1可能参与CTL靶标细胞凋亡的诱导。

福奇等人（2000）报道促凋亡蛋白 TIA1 调节果蝇雄性特异性 lethal-2 基因（MSL2; 614802）和人类凋亡基因 FAS（TNFRSF6; 134637）的选择性前 mRNA 剪接。TIA1 选择性地与包含 5 引物剪接位点和富含 U 序列的前 mRNA 结合。TIA1 与富含 U 的片段结合有助于 U1 snRNP 识别 5-prime 剪接位点（参见 180740）。该活性对于激活 Msl2 的弱 5-prime 剪接位点以及调节 FAS 中剪接位点伙伴的选择至关重要。与酿酒酵母剪接因子 Nam8 的结构和功能相似性表明前 mRNA 剪接调节机制具有惊人的进化保守性，该机制控制着酵母减数分裂、果蝇剂量补偿等多种生物过程，

▼ 分子遗传学

Welander 远端肌病

Hackman 等人通过对染色体 2p13 上的候选 Welander 远端肌病（WDM; 604454）区域进行靶向高通量测序和 Sanger 测序（2013）在所研究的所有 57 名瑞典和芬兰患者中发现了 TIA1 基因（E384K; 603518.0001）中的杂合错义突变，该突变与该疾病分离。在来自英国的 3 名患者中也发现了相同的突变，他们与北欧患者具有部分共享的单倍型，表明有共同的血统。患者肌肉的免疫荧光显微镜显示，在一些萎缩纤维和含有边缘空泡的纤维中存在弥漫性 TIA1 标记的细胞质聚集体或颗粒。与对照组相比，HeLa 细胞中突变蛋白的表达导致应激颗粒数量轻微增加（10-20%）。数量的增加显然是由于应力颗粒动力学的变化，Hackman 等人（2013）得出的结论是功能获得的结果。

克拉尔等人（2013）还限制了与 WDM 相关的单倍型，并对来自 35 个患有该疾病的家庭的 43 名患者进行了外显子组测序。他们在所有患者的 TIA1 基因中发现了杂合 E384K 突变。患者肌肉活检显示 SMN2 基因（601627）外显子 7 的剪接增加，反映出 TIA1 功能受损。克拉尔等人（2013）假设 TIA1 活性降低可能导致对细胞应激（例如氧化应激）的反应降低，这可能导致携带突变的患者出现与年龄相关的细胞萎缩。据估计，这种突变发生在 1050 年前，与波罗的海早期航海时代一致。

肌萎缩侧索硬化症 26 伴或不伴额颞叶痴呆

Mackenzie 等人在来自同一家庭的 2 名患有肌萎缩侧索硬化症的女性（UBCU2）中，患有或不患有额颞叶痴呆（ALS26; 619133）（2017）在 TIA1 基因（P362L; 603518.0002）的 LCD 结构域中高度保守的残基处发现了杂合错义突变。这种突变是通过全外显子组测序发现的，并通过桑格测序证实，在有 DNA 的家庭成员中与该疾病分离。该变体在 ExAC 数据库中的出现频率较低（1.65 x 10（-5））。随后对 1,039 名 ALS 或伴有额颞叶痴呆（FTD）的 ALS 患者的 TIA1 LCD 结构域（外显子 11-13）进行分析，在 6 名不相关的患者中发现了 5 个额外的 TIA1 错义突变（参见，例如 A381T，603518.0003）；3,036 名对照者中未发现突变。所有 9 名确认的突变携带者都是女性，尽管有些家族也有男性患病。体外研究表明，3 种突变蛋白（P362L、A381T 和 E384K；最后一种与 Welander 肌病相关）经历了自发的温度和浓度依赖性液-液相分离（LLPS），产生的液滴在形态上与野生型蛋白形成的液滴没有区别。然而，进一步的分析表明，与野生型相比，突变蛋白的相分离倾向增加，并且 TIA1 淀粉样蛋白样原纤维的形成加速。研究结果表明，由于更强的蛋白质-蛋白质相互作用，突变导致生物物理特性发生改变。HeLa 细胞中突变的表达表明它们损害了应激颗粒（SG）的分解，导致 TDP43 阳性 SG 的异常积累，其溶解度低于对照。TIA1 与 TDP43 免疫反应性包涵体没有共定位。麦肯齐等人（2017）指出，无膜 SG 细胞器的动态紊乱被认为是 ALS、FTD 和由 RNA 结合蛋白突变引起的肌病的常见发病机制，导致多效性退行性疾病。作者承认，ExAC 数据库中发现的所有 TIA1 突变频率较低，因此将它们归类为强危险因素等位基因。数据显示，罕见 TIA1 变异携带者罹患该疾病的比值比（OR）为 6.9 至 15.1。此外，其他遗传和/或环境因素可能会导致疾病的发展和突变的外显率。TIA1 与 TDP43 免疫反应性包涵体没有共定位。麦肯齐等人（2017）指出，无膜 SG 细胞器的动态紊乱被认为是 ALS、FTD 和由 RNA 结合蛋白突变引起的肌病的常见发病机制，导致多效性退行性疾病。作者承认，ExAC 数据库中发现的所有 TIA1 突变频率较低，因此将它们归类为强危险因素等位基因。数据显示，罕见 TIA1 变异携带者罹患该疾病的比值比（OR）为 6.9 至 15.1。此外，其他遗传和/或环境因素可能会导致疾病的发展和突变的外显率。TIA1 与 TDP43 免疫反应性包涵体没有共定位。麦肯齐等人（2017）指出，无膜 SG 细胞器的动态紊乱被认为是 ALS、FTD 和由 RNA 结合蛋白突变引起的肌病的常见发病机制，导致多效性退行性疾病。作者承认，ExAC 数据库中发现的所有 TIA1 突变频率较低，因此将它们归类为强危险因素等位基因。数据显示，罕见 TIA1 变异携带者罹患该疾病的比值比（OR）为 6.9 至 15.1。此外，其他遗传和/或环境因素可能会导致疾病的发展和突变的外显率（2017）指出，无膜 SG 细胞器的动态紊乱被认为是 ALS、FTD 和由 RNA 结合蛋白突变引起的肌病的常见发病机制，导致多效性退行性疾病。作者承认，ExAC 数据库中发现的所有 TIA1 突变频率较低，因此将它们归类为强危险因素等位基因。数据显示，罕见 TIA1 变异携带者罹患该疾病的比值比（OR）为 6.9 至 15.1。此外，其他遗传和/或环境因素可能会导致疾病的发展和突变的外显率（2017）指出，无膜 SG 细胞器的动态紊乱被认为是 ALS、FTD 和由 RNA 结合蛋白突变引起的肌病的常见发病机制，导致多效性退行性疾病。作者承认，ExAC 数据库中发现的所有 TIA1 突变频率较低，因此将它们归类为强危险因素等位基因。数据显示，罕见 TIA1 变异携带者罹患该疾病的比值比（OR）为 6.9 至 15.1。此外，其他遗传和/或环境因素可能会导致疾病的发展和突变的外显率。作者承认，ExAC 数据库中发现的所有 TIA1 突变频率较低，因此将它们归类为强危险因素等位基因。数据显示，罕见 TIA1 变异携带者罹患该疾病的比值比（OR）为 6.9 至 15.1。此外，其他遗传和/或环境因素可能会导致疾病的发展和突变的外显率。作者承认，ExAC 数据库中发现的所有 TIA1 突变频率较低，因此将它们归类为强危险因素等位基因。数据显示，罕见 TIA1 变异携带者罹患该疾病的比值比（OR）为 6.9 至 15.1。此外，其他遗传和/或环境因素可能会导致疾病的发展和突变的外显率。

▼ 等位基因变异体（3 个选定示例）：.

0001 WELANDER 远端肌病
TIA1、GLU384LYS
Hackman 等人通过对染色体 2p13 上的候选 Welander 远端肌病（WDM; 604454）区域进行靶向高通量测序和 Sanger 测序（2013）在 TIA1 基因的外显子 13 中发现了一个杂合的 1362G-A 转变，导致 glu384 到 lys（E384K; 603518.0001）的取代，该取代在所有 57 名瑞典和芬兰患者的研究中与该疾病分离。在 3 名来自英国的患者中也发现了相同的突变，他们与北欧患者具有部分共享的单倍型，表明有共同的血统。在 202 个芬兰对照样本中未发现该突变。E384K 突变发生在该蛋白 C 末端 RNA 结合结构域的高度保守残基处，该结构域也称为朊病毒相关结构域，是 TIA1 在应激颗粒中聚集所需的。患者肌肉的免疫荧光显微镜显示，在一些萎缩纤维和含有边缘空泡的纤维中存在弥漫性 TIA1 标记的细胞质聚集体或颗粒。然而，大多数纤维看起来正常并且具有正常的 TIA1 核定位。TIA1 剪接亚型和蛋白质稳定性分析显示 WDM 肌肉和对照肌肉之间没有一致的差异。与对照相比，HeLa 细胞中突变蛋白的表达导致应激颗粒数量轻微增加（10-20%）。数量的增加显然是由于功能增强导致的应力颗粒动力学变化所致。TIA1 剪接亚型和蛋白质稳定性分析显示 WDM 肌肉和对照肌肉之间没有一致的差异。与对照相比，HeLa 细胞中突变蛋白的表达导致应激颗粒数量轻微增加（10-20%）。数量的增加显然是由于功能增强导致的应力颗粒动力学变化所致。TIA1 剪接亚型和蛋白质稳定性分析显示 WDM 肌肉和对照肌肉之间没有一致的差异。与对照相比，HeLa 细胞中突变蛋白的表达导致应激颗粒数量轻微增加（10-20%）。数量的增加显然是由于功能增强导致的应力颗粒动力学变化所致。

克拉尔等人（2013）还限制了与 WDM 相关的单倍型，并对来自 35 个患有该疾病的家庭的 43 名患者进行了外显子组测序。他们发现了一个杂合的 E384K 突变，该突变是由 TIA1 基因中的 1150G-A 转变引起的，并且发生在富含 Q 的结构域中。在 800 条对照染色体中未发现该突变。患者肌肉活检显示 SMN2 基因（601627）外显子 7 的剪接增加，反映出 TIA1 功能受损。克拉尔等人（2013）假设 TIA1 活性降低可能导致对细胞应激（例如氧化应激）的反应降低，这可能导致携带突变的患者出现与年龄相关的细胞萎缩。据估计，突变发生的时间为 1050 年前，与波罗的海早期航海时代一致。

.0002 肌萎缩侧索硬化症 26 伴额颞叶痴呆
TIA1，PRO362LEU
Mackenzie 等人在 2 名来自同一家庭（UBCU2）的患有肌萎缩侧索硬化症的女性中，26 名患有额颞叶痴呆（ALS26; 619133）的女性（2017）鉴定了 TIA1 基因中的杂合 c.1085C-T 转换（c.1085C-T，NM_022173），导致 LCD 结构域中的保守残基处由 pro362 替换为 leu（P362L）。这种突变是通过全外显子组测序发现的，并通过桑格测序证实，在有 DNA 的家庭成员中与该疾病分离。一名 55 岁的携带者有轻微的记忆问题，但没有痴呆或 ALS。这表明外显不完全。该变体在 ExAC 数据库中的出现频率较低（1.65 x 10（-5））。体外功能表达研究表明，与野生型相比，突变蛋白具有增加的相分离倾向，并加速形成 TIA1 淀粉样蛋白样原纤维；它还损害了应激颗粒（SG）的分解，导致 TDP43（605078）阳性 SG 异常积累，且其溶解度低于对照。

.0003 肌萎缩侧索硬化症 26 伴或不伴额颞叶痴呆
TIA1、ALA381THR
Mackenzie 等人在 2 名患有肌萎缩侧索硬化症（伴或不伴额颞叶痴呆）的无关白人女性（TOR-1 和 Pitt-87）中进行了研究（ALS26；619133）（2017）鉴定了 TIA1 基因中的杂合突变，导致 LCD 结构域中的保守残基处由 ala381 替换为 thr（A381T）。该突变是通过 TIA1 LCD 结构域的直接测序发现的，在 ExAC 数据库中以较低的频率出现（8.24 x 10（-6））。患者就诊年龄分别为 73 岁和 64 ，分别患有伴痴呆的 ALS 和孤立性 ALS。与同一突变相关的可变表型表明可能还涉及其他因素。体外功能表达研究表明突变蛋白具有增加的相分离倾向，与野生型相比，TIA1 淀粉样蛋白样原纤维的形成加速；它还损害了应激颗粒（SG）的分解，导致 TDP43（605078）阳性 SG 异常积累，且其溶解度低于对照。