粘脂素 3; MCOLN3

瞬时受体电位阳离子通道，粘脂蛋白亚族，成员 3；TRPML3

HGNC 批准的基因符号：MCOLN3

细胞遗传学定位：1p22.3 基因组坐标（GRCh38）：1:85,018,081-85,048,901（来自 NCBI）

▼ 克隆与表达

自发发生的小鼠突变体的耳聋通常与耳蜗感觉毛细胞的缺陷有关，这为系统地识别对毛细胞结构和功能至关重要的基因开辟了途径。经典的半显性小鼠突变体 varitint-waddler（Va）表现出早发性听力损失、前庭缺陷、色素异常和围产期致死率。第二个等位基因被指定为 Va（J），因为它出现在杰克逊实验室，显示出不太严重的表型。Di Palma 等人使用定位克隆策略（2002）在 350 kb Va（J）最小间隔中鉴定了阳离子通道蛋白粘脂蛋白家族的 2 个新成员 Mcoln2（607399）和 Mcoln3，并提供了 Mcoln3 是 Va 小鼠中突变基因的证据。

▼ 基因功能

Di Palma 等人（2002）发现小鼠 Mcoln3 定位于毛细胞的细胞质区室和静纤毛的质膜。在 Va 小鼠胚胎第 17.5 天，毛细胞缺陷就很明显，这表明 Mcoln3 在早期毛细胞成熟过程中发挥着重要作用。数据表明 Mcoln3 参与离子稳态并自主地发挥细胞作用。因此，迪帕尔马等人（2002）确定了毛细胞生理学和黑素细胞功能之间的分子联系。在人类中，MCOLN2 和 MCOLN3 是遗传性和/或散发性神经感觉障碍的候选基因。

Venkatachalam 等人通过用小鼠 Trpml3、鸡 Trpml2（MCOLN2）和人 TRPML1 的各种组合转染人胚胎肾细胞（2006）表明每个TRPML可以与其他TRPML蛋白形成同源多聚体和异源多聚体。当单独表达时，TRPML1和Trpml2是溶酶体膜蛋白，而Trpml3保留在内质网中。相反，当Trpml3与TRPML1或Trpml2共表达时，它重新定位至溶酶体。TRPML1或Trpm12的溶酶体靶向序列的突变或网格蛋白介导的内吞作用的破坏导致TRPML1和Trpm12错误定位至质膜，并且还导致Trpm13的质膜分布。Trpml3不影响TRPML1或Trpml2的细胞内定位。

▼ 生化特征

冷冻电子显微镜

希尔斯基等人（2017）展示了普通狨猴（Callithrix jacchus）的全长 TRPML3 通道的冷冻电子显微镜结构，整体分辨率为 2.9 埃。该结构不仅揭示了离子传导的分子基础，还揭示了 TRPML 的独特结构，其中电压传感器样结构域通过胞质结构域（作者称之为粘脂蛋白结构域）与孔连接。结合功能研究，数据表明粘磷脂结构域负责磷脂酰肌醇 3,5-二磷酸结合和随后的通道激活，并且它充当脂质依赖性 TRPML 门控的“门控滑轮”。

▼ 测绘

国际辐射混合定位联盟将 MCOLN3 基因定位到 1 号染色体（XHGC-75079）。

迪帕尔马等人（2002）将小鼠 Mcoln2 和 Mcoln3 基因定位到远端染色体 3。

▼ 动物模型

Va小鼠表现出早发性听力损失、前庭缺陷、色素异常和围产期致死率。第二个等位基因 Va（J）显示出不太严重的表型。在 Va 等位基因中，Di Palma 等人（2002）发现了 Mcoln3 基因中的一个突变，导致第五个跨膜结构域中的 ala419 被替换为 pro。在 Va（J）中，他们发现了顺式中发生的第二个序列改变，导致 ile362 到 thr 替换并部分拯救了 Va 等位基因。

Steel（2002）评论道，“varitint-waddler（Va）突变小鼠一定是我见过的最漂亮的小鼠。” 携带 1 个突变拷贝的小鼠呈三色，皮毛颜色各异，有白色、浅灰色和深栗色刺豚鼠。这些小鼠也是聋哑的，并且具有典型的内耳前庭部分缺陷小鼠典型的摇头和转圈行为。Steel（2002）讨论了听力损失和色素沉着异常的机制。黑素细胞不仅为皮毛提供色素沉着，还在听力中发挥作用。它们居住在血管纹中，血管纹是负责在耳蜗中产生内淋巴的结构，血管纹中没有黑素细胞的突变小鼠没有可记录的耳蜗内电位，因此具有严重的听力障碍。黑素细胞在耳蜗中的作用解释了许多哺乳动物中观察到的皮毛白斑与耳聋之间长期以来存在的联系。马库斯等人（2002）对黑素细胞的需求提供了解释：黑素细胞是纹状体中唯一表达 Kir4.1 钾通道（KCNJ10; 602208）的细胞类型，敲除编码该通道的基因会消除耳蜗内电位并降低内淋巴钾浓度。

格林等人（2007）表明 Va 小鼠中的 A419P 突变将 Trpml3 转变为组成型活性阳离子通道，可以在天然 Va 毛细胞中将其识别为独特的内向整流电流。Trpml3 的组成性激活是由于 TM5 中螺旋断裂的脯氨酸取代而发生的，并且大量的钙流入引发了毛细胞凋亡。Va（J）等位基因的I263T突变对钙内流没有显着影响，但它减少了质膜上突变Trpml3蛋白的量，这可能是Va（J）小鼠较温和表型的原因。

徐等人（2007）表明Trpml3中的Va突变以及Trpml1中的相应突变（MCOLN1；605248）产生功能增益，导致内向整流、质子不渗透、Ca（2+）渗透的阳离子通道。Trpml3在正常小鼠黑素细胞中高度表达，但在Va小鼠中黑素细胞标记物丢失，这表明它们的杂色和色素减退的皮毛是由黑素细胞功能的严重改变或细胞死亡引起的。Va突变体Trpml3通道在黑素细胞系中的表达导致高静息Ca（2+）水平、圆形、贴壁性差的细胞以及膜完整性的丧失。徐等人（2007）得出结论，Va表型是由突变诱导的Trpml3功能获得引起的，导致细胞死亡。