血影蛋白，β，非红细胞，2； SPTBN2

血影蛋白，β-III
谷氨酸转运蛋白 EAAT4 相关蛋白 41；GTRAP41

HGNC 批准的基因符号：SPTBN2

细胞遗传学位置：11q13.2 基因组坐标（GRCh38）：11:66,682,495-66,729,360（来自 NCBI）

▼ 描述

血影蛋白是由 2 个 α 亚基（例如 SPTAN1；182810）和 2 个 β 亚基（例如 SPTBN2）组成的异四聚体。短肌节蛋白丝将血影蛋白四聚体连接在一起，形成一个灵活的网络，可稳定细胞接触、通道和沿着膜双层的细胞质面的粘附分子（Clarkson 等人的总结，2010）。

▼ 克隆和表达

为了鉴定与 EAAT4（600637）蛋白 C 末端相互作用的蛋白，Jackson 等人（2001）使用EAAT4的最后77个氨基酸作为诱饵筛选大鼠脑cDNA文库。他们分离了 2 个孤立的 cDNA 克隆，并将它们命名为 GTRAP41（SPNB3；GenBank AF225960）和 GTRAP48（605708）。SPNB3 包含 17 个 16 氨基酸血影蛋白重复序列、2 个 α-肌节蛋白结构域和一个血小板-白细胞C 激酶底物同源结构域。Northern 印迹分析在脑组织中检测到 8.3 kb SPNB3 mRNA。较长时间的暴露显示肝脏和肾脏中的表达水平较低。SPNB3 主要在小脑中表达，在纹状体、海马和丘脑中具有低水平的免疫反应性。

通过在序列数据库中搜索编码新型 β 血影蛋白的 cDNA，Stankewich 等人（1998）鉴定了人类 SPTBN2 基因。预测的由 SPTBN2 基因编码的 2,391 个氨基酸蛋白，β-III 血影蛋白，与 β-I 血影蛋白（SPTB; 182870）和 β-II 血影蛋白（SPTBN1; 182790）高度同源。β-III 血影蛋白包含保守的肌节蛋白、蛋白 4.1 和锚蛋白结合结构域、膜关联结构域 1 和 2、血影蛋白二聚体自关联位点和普莱克斯特林同源结构域。对不同细胞系裂解物的蛋白质印迹分析表明，尽管计算的分子量为 271,294 Da，但 β-III 血影蛋白以大约 220 kD 的多肽形式迁移。培养细胞的间接免疫荧光研究揭示了 β-III 血影蛋白的高尔基体相关和点状细胞质囊泡样分布，表明 β-III 血影蛋白与细胞内细胞器相关。该分布与多个高尔基体和囊泡标记物的分布重叠，包括甘露糖苷酶 II（例如 154582）、p58（176873）、反式高尔基体网络蛋白 38（603062）和 β-COP（600959）；它与内质网标记物 calnexin（114217）和 Bip（138120）的分布不同。肝高尔基体膜和其他囊泡区室标记物在体外与 β-III 血影蛋白共沉淀。对 50 个成人和胎儿组织的 mRNA 进行斑点印迹分析表明，SPTBN2 广泛表达，但表达水平不同。它集中在脑中，在肾、肝、睾丸、前列腺、垂体、肾上腺和唾液腺中含量中等。对几种成人和胎儿组织的 Northern 印迹分析检测到了主要的 9。0-kb SPTBN2 转录物在脑、肾、胰腺和肝脏中水平较高，而在肺和胎盘中水平较低。大多数组织中都存在一个较小的 11.3 kb 转录本，在肾脏中还发现了一个额外的 7.6 kb 转录本。斯坦克维奇等人（1998）得出结论，β-III 血影蛋白构成高尔基体和囊泡膜骨架的主要成分。

▼ 基因功能

通过免疫荧光显微镜，杰克逊等人（2001）发现大鼠EAAT4、SPNB3和GTRAP48均在小脑浦肯野细胞胞体和树突中表达，轴突染色很少。当SPNB3单独表达时，肌节蛋白和SPNB3在细胞膜上紧密结合，但有组织的肌节蛋白丝很少。相反，当 SPNB3 和 GTRAP48 共表达时，SPNB3 与肌节蛋白共定位在类似于肌节蛋白应力纤维的结构中，这是典型的 Rho 依赖性效应。杰克逊等人（2001）测量了已用一种或两种相互作用蛋白转染的 HEK-rEAAT4 细胞的钠依赖性谷氨酸转运活性。SPNB3和GTRAP48分别使谷氨酸转运增加2倍和4倍，它们的共表达导致谷氨酸摄取进一步增加。动力学分析表明，两种蛋白质都能增加谷氨酸转运活性的 V（max）。两种蛋白均能稳定质膜上的 EAAT4。

克拉克森等人（2014）发现Sptbn2在出生后早期小鼠大脑的浦肯野细胞质膜上表达。Sptbn2 将红系锚蛋白（ANK1; 612641）招募到质膜上。HEK293T 细胞中的表达研究表明，Sptbn2 和 Ank1 紧密相关，并且 Sptbn2 稳定质膜上的 Ank1 表达。Sptbn2 的缺失导致浦肯野细胞树突树 Ank1 表达的缺失。2 个 SCA5 相关 SPTBN2 突变蛋白（L253P、604985.0003 和 R634W）的表达导致 SPTBN2 和 ANK1 在细胞内积累，同时两种蛋白在质膜上的表达减少。浦肯野细胞的电生理学研究表明，当两种野生型蛋白表达时钠电流增加，而当SCA5突变体表达时钠电流降低。

▼ 测绘

通过辐射混合测绘，Stankewich 等人（1998）将 SPTBN2 基因定位到染色体 11q13。他们将小鼠 Spnb3 基因（人类 SPTBN2 的直系同源基因）定位在靠近 19 号染色体着丝粒的位置，该区域与人类 11q13 显示同线同源性。

▼ 分子遗传学

常染色体显性脊髓小脑共济失调 5

Ikeda 等人在 11 代美国林肯总统祖父母后裔的受影响成员和另外 2 个患有常染色体显性脊髓小脑共济失调 5（SCA5; 600224）的无关家庭中（2006）在 SPTBN2 基因中发现了 3 个不同的杂合突变（604985.0001-604985.0003）。与亚伯拉罕·林肯相关的家族在 SPTBN2 基因的外显子 12 中携带 39 bp 缺失，导致 17 个血影蛋白重复序列中的三分之一内出现框内 13 个氨基酸缺失（604985.0001）。一个法国家族的成员与美国家族具有共同的单倍型，在相同的血影蛋白重复序列中携带一个短的框内缺失，即外显子 14 中的 15 bp 缺失（604985.0002）。除了色氨酸的插入之外，这种删除并没有破坏开放解读码组的其余部分。德国家庭的成员在含有肌节蛋白/ARP1（参见 605143）结合位点的钙调蛋白同源结构域中携带错义突变（L253P；604985.0003）。在细胞培养研究中，Ikeda 等人（2006）证明携带 39-bp 缺失的突变型 β-III 血影蛋白未能稳定质膜上的 EAAT4。据报道，在浦肯野细胞丢失之前，SCA1 转基因小鼠中 EAAT4 转录水平降低（Lin 等人，2000），这表明 EAAT4 功能的丧失可能是一种常见的下游分子变化。

克拉克森等人（2010）发现 Spnb3 +/- 小鼠在 2 岁时没有表现出共济失调或小脑变性的迹象，反对单倍体不足作为 SCA5 的疾病机制。

常染色体隐性脊髓小脑共济失调 14

Lise 等人在来自巴基斯坦近亲家庭的 3 名患有常染色体隐性遗传脊髓小脑共济失调 14（SCAR14; 615386）的患者中（2012）鉴定了 SPTBN2 基因中的纯合截短突变（C627X; 604985.0004）。受影响的个体存在精神运动发育迟缓、严重的早发性共济失调、眼球运动异常、脑成像显示小脑萎缩和智力障碍。该突变与家庭中的运动和认知障碍有关。未受影响的父母为突变杂合子，表明 SPTBN2 单倍体不足不太可能导致该表型。全基因组测序没有发现任何其他可能导致表型的致病突变。

Elsayed 等人的 3 名埃及近亲家庭成员患有 SCAR14（2014）鉴定了 SPTBN2 基因中的纯合截短突变（604985.0006）。2 名同胞的未受影响的父母被证实为该突变的杂合子。

Al-Muhaizea 等人为 SCAR14，由沙特近亲父母所生，有 2 个兄弟（2018）鉴定了 SPTBN2 基因中的纯合错义突变（R414C; 604985.0007）。通过自合性作图和桑格测序鉴定了该突变。该突变与家庭中的疾病分离。

▼ 动物模型

Perkins 等人（2010）发现 Spnb3 -/- 小鼠而非 Spnb3 +/- 小鼠出现共济失调。Spnb3 -/- 动物表现出宽后肢步态、进行性运动不协调、小脑萎缩和浦肯野细胞损失。与 SCA5 患者类似，年轻的 Spnb3 -/- 小鼠也表现出与野生型小鼠相比 Eaat4 蛋白含量降低。在后续行动中，克拉克森等人（2010）报道 Spnb3 +/- 动物，即使在 2 岁时，也没有表现出行为缺陷或小脑共济失调的特征，与野生型相比，小脑叶 I 和 II 仅有轻微差异。

克拉克森等人（2010）发现 Spnb3 +/- 小鼠在 2 岁时没有表现出共济失调或小脑变性的迹象，反对单倍体不足作为 SCA5 的疾病机制。

Lise 等人使用免疫组织化学（2012）发现 Spnb3 缺失小鼠的整个前额皮质和纹状体的 MAP2（157130）染色反应不规则，表明树突形态异常。海马体或轴突标记未见异常。对突变小鼠前额叶皮层的进一步检查显示，较对照小鼠的树突变细的速度更快。胼胝体看起来正常。与对照组相比，突变小鼠在认知行为方面表现出缺陷，例如一些物体识别任务。

福尔曼等人（2012）在一只患有进行性小脑共济失调的 4 周大比格犬中发现了 Sptbn2 基因中的纯合 8 bp 缺失。该突变是通过全基因组 mRNA 测序发现的，并与犬科动物谱系中的疾病分离。小脑的组织病理学显示浦肯野细胞丢失和树突状突起变性，与小脑皮质变性一致。

▼ 等位基因变体（7 个选定示例）：

.0001 脊髓小脑共济失调 5
SPTBN2, 39-BP DEL
在患有脊髓小脑共济失调（SCA5; 600224）的美国 11 代大型亲属中，Ikeda 等人是林肯总统的祖父母的后裔（2006）发现 SPTBN2 基因的外显子 12 中的 39 bp 缺失导致 17 个血影蛋白重复序列中的三分之一内出现框内 13 个氨基酸缺失（E532_M544del）。这种突变可通过 PCR 检测到，在所有 90 名受影响个体（检查时年龄为 7-80 岁；平均为 45 岁）和 35 名症状前携带者（检查时年龄为 13-67 岁；平均为 34 岁）中均发现。

.0002 脊髓小脑性共济失调 5
SPTBN2，15-BP DEL，NT1886
在一个法国家庭中，Ikeda 等人（2006）发现 SCA5（600224）与 SPTBN2 基因相同血影蛋白重复序列中的短框内删除有关，与美国亚伯拉罕·林肯家族（604985.0001）中的较大删除有关：外显子 14 中的 15 bp 删除（1886_1900del; L629_R634delinsW）。除了色氨酸的插入之外，这种删除并没有破坏开放解读码组的其余部分。

.0003 脊髓小脑共济失调 5
SPTBN2、LEU253PRO
在一个德国家庭中，Ikeda 等人（2006）发现脊髓小脑性共济失调（SCA5; 600224）与 SPTBN2 基因外显子 7 中的 T 到 C 转变（758T-C）有关，该转变导致包含肌节蛋白/ARP1（参见 605143）结合位点的钙调蛋白同源结构域中亮氨酸到脯氨酸的变化（L253P）。

克拉克森等人（2010）将L253P突变引入大鼠Spnb3中，发现突变蛋白并未靶向转染细胞的质膜，而是保留在高尔基体隔室中。突变体 Spnb3 不与 Arp1（605143）相互作用，阻止野生型蛋白的正确定位，并导致高尔基体积累 Eaat4（600637），从而阻止其到达质膜。这些数据为突变的显性负效应提供了证据。

.0004 脊髓小脑共济失调，常染色体隐性 14
SPTBN2，CYS627TER
Lise 等人在来自巴基斯坦近亲家庭的 3 名患有常染色体隐性遗传脊髓小脑共济失调 14（SCAR14; 615386）的患者中（2012）鉴定了 SPTBN2 基因中的纯合 c.1881C-A 颠换，导致第三个血影蛋白重复序列中的 cys627-to-ter（C627X）取代。通过靶向捕获已知的共济失调基因，然后进行下一代测序，发现了该突变，并通过桑格测序得到了证实。该突变与家庭中的运动和认知障碍有关。截短的蛋白质将无法与其结合伴侣形成四聚体，但也可能遭受无义介导的整个蛋白质的衰变和损失。未受影响的父母的突变是杂合的，表明单倍体不足不太可能导致该表型。

.0005 脊髓小脑共济失调 5
SPTBN2，ARG480TRP
在一名患有婴儿期发病 SCA5（600224）的 12 岁女孩中，Jacob 等人（2012）在 SPTBN2 基因中发现了一个杂合的 c.1438C-T 转换，导致保守的第二个血影蛋白重复序列中的 arg480 替换为 trp（R480W）。目前尚不清楚该突变是否为 SNP。未报道亲本 DNA 分析，也未进行功能研究。

帕罗林·施内肯伯格等人（2015）在一名患有婴儿期 SCA5 的地中海血统 5 岁女孩的 SPTBN2 基因中发现了新的杂合 R480W 突变。该突变是通过外显子组测序发现的。培养的海马神经元的体外功能表达研究表明，与野生型相比，该突变导致电压门控钠电流降低。该患者最初被诊断为共济失调性脑瘫。

.0006 脊髓小脑性共济失调，常染色体隐性 14
SPTBN2，5-BP DEL，NT2864
在患有 SCAR14（615386）的埃及近亲家庭的 3 名受影响成员中，Elsayed 等人（2014）在 SPTBN2 基因的外显子 16 中发现了纯合 5 bp 缺失（c.2864_2868del），导致移码和提前终止（Thr955SerfsTer120）。通过纯合性作图结合外显子组测序发现，未受影响的父母的突变是杂合的。

.0007 脊髓小脑共济失调，常染色体隐性遗传 14
SPTBN2，ARG414CYS
2 个兄弟，由沙特近亲出生，患有常染色体隐性遗传脊髓小脑共济失调-14（SCAR14；615386），Al-Muhaizea 等人（2018）鉴定了 SPTBN2 基因外显子 2 中 c.1572C-T 转变的纯合性，导致第一个血影蛋白重复序列末端的保守残基处发生 arg414 到 cys（R414C）取代，预计该残基是肌节蛋白样肌节蛋白结合位点。通过自合性作图和桑格测序鉴定出该突变在父母中以杂合状态存在。它不存在于 ExAC 和 gnomAD 数据库或 88 个种族对照样本中。R414C 突变预计会破坏对分子结合很重要的疏水斑块。