类 δ 规范缺口配体 1; DLL1

• 类似δ 1；DL1
• δ，果蝇，1 的同源物；δ1

HGNC 批准的基因符号：DLL1

细胞遗传学位置：6q27 基因组坐标（GRCh38）：6:170,282,199-170,291,077（来自 NCBI）

▼ 描述

DLL1 基因编码Notch（参见190198）配体。Notch信号对于适当的细胞分化和细胞命运决定至关重要，并且在发育、稳态和疾病过程中发挥作用。DLL1 是果蝇 Notch 配体 δ 的人类同源物，在神经系统和体节的发育中发挥着重要作用（Gray 等人，1999 年总结；Fischer-Zirnsak 等人，2019 年）。

▼ 克隆与表达

Gray 等人使用基于果蝇 δ 序列的简并引物进行 PCR 筛选胎盘 cDNA 文库，然后探测胎儿脑 cDNA 文库（1999） 分离出编码 DLL1 的 cDNA，他们将其称为 δ1。序列分析预测，由 723 个氨基酸组成的 DLL1 跨膜蛋白与小鼠 Dll1 蛋白有 88% 的同一性，具有 DSL 结构域，后跟 8 个串联 EGF 样重复序列和一个短的细胞质 C 末端区域。Northern印迹分析显示4.0-和4.6-kb转录物在心脏和胰腺中表达最强，在脑和肌肉中表达较低，在胎盘、肺、肝脏和肾脏中几乎没有表达。原位杂交分析表明 DLL1 在鳞状细胞癌、原位和浸润性腺癌中表达上调。

Han 等人通过使用小鼠 Dll1 探针筛选心脏 cDNA 文库，然后对骨髓内皮细胞进行 RT-PCR（2000）获得了编码DLL1的cDNA。SDS-PAGE 和免疫印迹分析表明内皮细胞中有 79-kD 蛋白的表达。

▼ 基因功能

Han 等人的功能分析（2000） 提出，含有 DLL1 DSL 结构域及其相邻 50 个 N 端氨基酸的可溶性融合蛋白可增加造血细胞的活力，但抑制细胞死亡。克隆形成分析表明，融合蛋白抑制骨髓祖细胞的分化，但促进其扩增。

贾莱科等人（2001） 使用细胞共培养测定表明 DLL1 阻止祖细胞分化为 B 细胞谱系，同时促进具有 T 细胞/NK 细胞前体特征的细胞群的出现。相比之下，JAG1 不会干扰 B 细胞或 T 细胞/NK 细胞的发育。作者得出结论，NOTCH 受体与不同配体的相互作用导致人类淋巴细胞生成中不同的细胞命运决定过程。

Ikeuchi 和 Sisodia（2003） 表明，Notch 配体 δ1 和 Jagged2（602570） 受到早老素（PS1；104311） 依赖的膜内 γ 分泌酶加工，导致可溶性细胞内衍生物的产生。作者还表明，由 γ 裂解产生的 δ1 胞内结构域（DICD） 被转运到细胞核中，并可能在转录事件中发挥作用。作者提出 Jagged2 胞内结构域（JICD） 将发挥类似的作用。

康博伊等人（2003）分析了受伤的肌肉并观察到，随着年龄的增长，驻留的前体细胞（卫星细胞）的增殖和产生肌肉再生所需的成肌细胞的倾向明显受损。这是由于 Notch 配体 δ 的上调不足，从而减少了衰老、再生肌肉中 Notch 的激活。抑制Notch会损害年轻肌肉的再生，而强制激活Notch则恢复了老肌肉的再生潜力。因此，Conboy 等人（2003） 得出结论，Notch 信号是肌肉再生潜力的关键决定因素，随着年龄的增长而下降。

施密特等人（2004） 报道说，通过基质细胞系上表达的 DLL1 与 ESC Notch 受体的结合，可以诱导胚胎干细胞（ESC） 分化为功能性 T 细胞。来自 ESC 基质细胞共培养物的 T 谱系祖细胞重建了免疫缺陷 Rag2（179616） -/- 小鼠的 T 细胞区室，然后能够对淋巴细胞性脉络膜脑膜炎病毒产生有效的抗原特异性细胞毒性 T 淋巴细胞免疫反应。

加尔塞兰等人（2004） 发现小鼠 Lef1（153245） 在体外和体内结合 Dll1 启动子中的多个位点，并且 Lef1 位点的突变损害了胚胎小鼠前体中胚层中报告基因转基因的表达。

原神经因子对 δ 基因（例如 δ1）的激活是神经发生中进化上保守的步骤，导致 Notch 信号激活并维持神经祖细胞亚群中的未分化状态。卡斯特罗等人（2006） 表明小鼠 δ1 的激活涉及 Mash1（ASCL1; 100790） 和 Brn1（POU3F3; 602480）/Brn2（POU3F2; 600494） 与 δ1 基因中进化上保守的基序的协同结合。

为了研究 δ 如何反式激活 Notch 邻近细胞并顺式抑制其自身细胞中的 Notch，Sprinzak 等人（2010） 开发了一种定量延时显微镜平台，用于分析单个哺乳动物细胞中的 Notch-δ 信号动力学。Sprinzak 等人通过控制顺式和反式 δ 浓度，并监测 Notch 报告基因的动态（2010）测量了Notch-δ系统中组合的顺式-反式输入-输出关系。数据显示，Notch 对反式 δ 和顺式 δ 的反应之间存在显着差异：对反式 δ 的反应是分级的，而对顺式 δ 的反应则尖锐，并且发生在固定阈值，与反式 δ 无关。斯普林扎克等人（2010） 开发了一个简单的数学模型，展示了同一细胞中 Notch 和 δ 蛋白的相互失活如何产生这些行为。这种交互作用在互斥的发送（高 δ/低 Notch）和接收（高 Notch/低 δ）信令状态之间产生超灵敏的切换。在多细胞水平上，即使没有转录介导的反馈，这种开关也可以放大相邻细胞之间的微小差异。斯普林扎克等人（2010） 的结论是，这种 Notch-δ 信号开关促进了发育模型中清晰边界和横向抑制模式的形成，并提供了对先前无法解释的突变行为的洞察。这种交互作用在互斥的发送（高 δ/低 Notch）和接收（高 Notch/低 δ）信令状态之间产生超灵敏的切换。在多细胞水平上，即使没有转录介导的反馈，这种开关也可以放大相邻细胞之间的微小差异。斯普林扎克等人（2010） 的结论是，这种 Notch-δ 信号开关促进了发育模型中清晰边界和横向抑制模式的形成，并提供了对先前无法解释的突变行为的洞察。这种交互作用在互斥的发送（高 δ/低 Notch）和接收（高 Notch/低 δ）信令状态之间产生超灵敏的切换。在多细胞水平上，即使没有转录介导的反馈，这种开关也可以放大相邻细胞之间的微小差异。斯普林扎克等人（2010） 的结论是，这种 Notch-δ 信号开关促进了发育模型中清晰边界和横向抑制模式的形成，并提供了对先前无法解释的突变行为的洞察。

里奥斯等人（2011） 描述了鸡骨骼肌形态发生过程中发生的信号事件，并表明体节中存在的肌肉祖细胞需要 NOTCH 信号的瞬时激活才能进行终末分化。NOTCH 配体 δ1 在迁移经过体节的神经嵴细胞中以镶嵌模式表达。神经嵴中 δ1 功能的获得和丧失会改变体节中的 NOTCH 信号传导，从而导致肌生成延迟或过早。里奥斯等人（2011） 得出结论，神经嵴通过一种独特的机制调节早期肌肉形成，该机制依赖于表达 δ1 的神经嵴细胞的迁移，以触发选定肌肉祖细胞中 NOTCH 信号的瞬时激活。

查克拉巴蒂等人（2018） 表明，Dll1 是一种 Notch 通路配体，在小鼠模型中的乳腺干细胞（MaSC） 中富集，并介导与周围微环境中基质巨噬细胞的关键相互作用。有条件地删除 Dll1 会减少 MaSC 的数量并损害乳腺中的导管形态发生。此外，MaSC 表达的 Dll1 激活基质巨噬细胞中的 Notch 信号传导，增加 Wnt 家族配体的表达，例如 Wnt3（165330）、Wnt10A（606268） 和 Wnt16（606267），从而启动反馈环路，促进表达 Dll1 的 MaSC 的功能。

▼

使用 FISH 进行绘图，Gray 等人（1999） 将 DLL1 基因对应到染色体 6q27。

▼ 分子遗传学

Fischer-Zirnsak 等人在来自 11 个不相关家庭的 14 名患者中进行了研究，这些患者患有神经发育障碍、非特异性脑异常、伴或不伴癫痫发作（NEDBAS; 618709）（2019） 鉴定了 DLL1 基因中的杂合突变（参见例如 606582.0001-606582.0005）。通过外显子组测序发现的突变均不存在于 gnomAD 数据库中。除 1 个突变外，所有突变都是无义突变、移码突变或剪接突变；第 1 个错义变体（C179F） 发生在保守残基处。突变发生在整个基因中，并且没有明显的基因型/表型相关性。这些变异在 6 名患者中从头发生，并遗传自 2 个家庭的 4 名患者的受影响父母；其他 4 人的遗传模式尚不清楚。除了确认剪接缺陷外，没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究，但预计所有变体都会导致单倍体不足。另一位患者（患者 15）的 DLL1 和 FAM120B（612266） 基因均发生从头缺失。费舍尔-齐恩萨克等人（2019） 指出 DLL1 在 NOTCH 信号传导中发挥重要作用，在中枢神经系统发育过程中的神经元分化中发挥着特殊作用。

▼ 动物模型

由于小鼠 Dll1 缺陷会导致胚胎死亡（Hrabe de Angelis 等，1997），Hozumi 等人（2004） 使用 Cre-loxP 系统在出生后删除该基因。Dll1 缺陷导致脾边缘区 B 细胞完全消失，但不影响 T 细胞发育。这些结果表明，Dll1 作为 Notch1 配体在 T 细胞/B 细胞发育的分支点是可有可无的，但对于边缘区 B 细胞的生成仍然至关重要。穗积等人（2004） 得出结论，Notch 信号传导对于体内淋巴细胞发育至关重要，但导致胸腺 T 细胞发育的 Notch-Notch 配体信号传导存在冗余。

克雷布斯等人（2003）表明Notch配体Dll1的小鼠胚胎突变体或Notch1和Notch2的双突变体（600275）表现出左右不对称的多个缺陷。Dll1 -/- 胚胎在节点周围区域不表达 Nodal（601265）。对调节节点特异性 Nodal 表达的增强子的分析揭示了 Rbpj 的结合位点（RBPSUH；147183）。这些位点的突变破坏了增强子在转基因小鼠中指导节点特异性基因表达的能力。克雷布斯等人（2003） 得出结论，Dll1 介导的 Notch 信号传导对于左右不对称的产生至关重要，并且 Nodal 的节周表达是小鼠左右不对称测定的重要组成部分。

▼ 等位基因变异体（5 个选定示例）：

.0001 患有非特异性脑异常且无癫痫发作的神经发育障碍
DLL1，GLU498TER
一名 3 岁女孩（个体 1），患有神经发育障碍，伴有非特异性脑异常且无癫痫发作（NEDBAS; 618709），Fischer-Zir恩萨克等人（2019） 在 DLL1 基因的外显子 9 中发现了从头杂合的 c.1492G-T 颠换（c.1492G-T, NM_005618.3），导致 glu498 到 ter（E498X） 取代。该突变是通过外显子组测序发现的，但在 gnomAD 数据库中并不存在。没有进行该变异的功能研究和患者细胞的研究，但预计该变异会导致单倍体不足。

.0002 神经发育障碍伴非特异性脑异常且无癫痫发作
DLL1、CYS77TER
3 名同胞（家族 2）患有神经发育障碍伴非特异性脑异常且无癫痫发作（NEDBAS; 618709），Fischer-Zirnsak 等人（2019） 在 DLL1 基因的外显子 2 中鉴定出杂合 c.231C-A 颠换（c.231C-A, NM_005618.3），导致 cys77 至 ter（C77X） 取代。通过外显子组测序发现的突变是从受影响的母亲那里遗传的。gnomAD 数据库中不存在该突变。没有进行该变异的功能研究和患者细胞的研究，但预计该变异会导致单倍体不足。

.0003 伴有非特异性脑部异常和癫痫发作的神经发育障碍
DLL1，ARG509TER
在一名 8 岁男孩（个体 6）中，患有伴有非特异性脑部异常和癫痫发作的神经发育障碍（NEDBAS；618709），Fischer-Zirnsak 等人（2019） 在 DLL1 基因的外显子 9 中发现了一个杂合的 c.1525C-T 转换（c.1525C-T, NM_005618.3），导致 arg509 到 ter（R509X） 的取代。通过外显子组测序发现的突变遗传自受影响的父亲。gnomAD 数据库中不存在该突变。没有进行该变异的功能研究和患者细胞的研究，但预计该变异会导致单倍体不足。

.0004 伴有非特异性脑部异常且伴有或不伴有癫痫发作的神经发育障碍
DLL1、2-BP DEL、NT2013
Fischer-Zirnsak 等人在 2 名不相关的男孩（7 号和 9 号）中进行了研究，该男孩患有神经发育障碍，伴有非特异性脑部异常，伴有或不伴有癫痫发作（NEDBAS；618709）（2019） 在 DLL1 基因的外显子 9 中发现了杂合 2-bp 缺失（c.2013_2014del, NM_005618.3），预计会导致移码和提前终止（Glu673GlyfsTer15）。通过外显子组测序发现的突变在 9 号患者身上从头发生；无法获得患者 7 的亲本 DNA。gnomAD 数据库中不存在该突变。没有进行该变异的功能研究和患者细胞的研究，但预计该变异会导致单倍体不足。

.0005 伴有非特异性大脑异常和癫痫发作的神经发育障碍
DLL1、IVS1DS、GA、+1
Fischer-Zirnsak 等人在一名患有神经发育障碍并伴有非特异性脑部异常和癫痫发作的 35 岁女性（个体 12）中（NEDBAS; 618709）（2019） 鉴定了 DLL1 基因内含子 1（c.54+1G-A, NM_005618.3） 中的从头杂合 G 到 A 转变，预计会导致剪接位点改变。该突变是通过外显子组测序发现的，但在 gnomAD 数据库中并不存在。对患者细胞的分析表明，该突变导致剪接缺陷和 4 个氨基酸（Gln18_Val19insIleGlyGlyGln） 的框内插入，预计会改变切割位点并产生在 N 末端具有 4 个额外氨基酸的成熟蛋白质。尚未对该变体进行功能研究，但预计该变体至少会导致功能性单倍体不足。