接头相关蛋白复合物 4，ε-1 亚基； AP4E1

HGNC 批准的基因符号：AP4E1

细胞遗传学位置：15q21.2 基因组坐标（GRCh38）：15:50,908,568-51,005,899（来自 NCBI）

▼ 描述

异四聚体衔接蛋白（AP）复合物在内吞和分泌途径的各个阶段对整合膜蛋白进行分类。AP4 由 2 条大链 β-4（AP4B1; 607245）和 ε-4（AP4E1）、一条中链 mu-4（AP4M1; 602296）和一条小链 σ-4（AP4S1; 607243）组成。

▼ 克隆与表达

通过基因组序列分析，Dell'Angelica 等人（1999）在 EST 中鉴定出 AP4E1，并发现推导的蛋白质与 AP 亚基 α（参见 AP2A1；601026）、γ（参见 AP1G1；603533）和 δ（AP3D1）的主干区域具有 25% 至 30% 的同一性。Northern 印迹分析揭示了 7 kb 的转录本。Dell'Angelica 等人通过凝胶过滤和蛋白质印迹分析人成纤维细胞胞质（1999）发现 AP4E1 显示出约 140 kD 的表观分子量，并且是包含 AP4B1、AP4S1 和 AP4M1 的 280 kD 复合物的一部分。通过 HeLa 细胞裂解物的免疫沉淀和再沉淀，他们证实了 AP4B1 和 AP4E1 之间的相互作用。HeLa 细胞中 AP4B1 亚基的免疫定位表明，AP4 复合物与跨高尔基体网络或相邻结构相关。

赫斯特等人（1999）在来自人类睾丸的 EST 中鉴定出 AP4E1，并通过筛选人类心脏 cDNA 文库克隆了全长 cDNA。推导的蛋白质的计算分子量约为127 kD。在前 600 个氨基酸中，AP4E1 与 AP 亚基 γ、α 和 δ 具有同源性，包括包含 KRIGYL 基序和 WIIGEY 基序的保守片段。AP4E1 包含一个保守的 600 个氨基酸的 N 端结构域、一个铰链结构域和一个 C 端“耳”结构域。Northern 印迹分析揭示了 7.5 kb 转录物的普遍存在但表达较弱。通过猪脑细胞质的共免疫沉淀，Hirst 等人（1999）证实了 AP4E1 和 AP4B1 之间的相互作用。通过酵母 2-杂交分析，他们发现 AP4E1 和 AP4S1 之间存在强烈且特异性的相互作用。

阿布·贾姆拉等人（2011）发现 AP4S1 在所有受检查的胎儿和成人大脑结构中普遍表达。

▼ 分子遗传学

常染色体隐性痉挛性截瘫 51

Moreno-De-Luca 等人的 2 名同胞，由近亲巴勒斯坦约旦人出生，患有痉挛性截瘫 51（SPG51; 613744）（2011）鉴定了染色体 15q21.2（chr15: 48,835,480-49,028,171）上的纯合 192-kb 缺失，其中包括 AP4E1 基因的 5 素末端和 SPPL2A 基因的 5 素末端（608238）。Moreno-De-Luca 等人指出，AP4M1 基因（602296）中的突变与 AP4E1 形成复合物，会导致类似的表型（SPG50; 612936）（2011）得出结论，AP4E1 基因的破坏是其家族表型的原因，尽管他们不能排除 SPPL2A 基因破坏的可能作用。作者提出“AP4 缺乏综合征”这一名称来指代因 AP4 复合体 4 个亚基中的任何一个被破坏而引起的疾病。

Abou Jamra 等人通过对一个患有智力低下和痉挛的叙利亚近亲家庭进行连锁分析，然后进行候选基因测序（2011）鉴定出 AP4E1 基因中的纯合截短突变（607244.0002）。作者得出结论，AP4 复合物介导的囊泡转移在大脑发育和功能中发挥着至关重要的作用。

Najmabadi 等人通过对 136 个近亲家庭（超过 90% 的伊朗人；不到 10% 的土耳其或阿拉伯人）进行纯合性作图，然后进行外显子富集和下一代测序，孤立了常染色体隐性智力障碍的综合征或非综合征形式（2011）在分离 SPG51 的近亲家族的 3 名受影响成员中鉴定出 AP4E1 基因（607244.0003）中移码突变的纯合性。

Kong 等人在一对同卵双胞胎姐妹中，由摩洛哥近亲父母所生，患有 SPG51（2013）鉴定出 AP4E1 基因中的纯合无义突变（R1105X; 607244.0005）。该突变是通过全外显子组测序发现并经桑格测序证实的，与家族中的疾病分离。它在 1,050 名健康对照或几个对照数据库中不存在。对患者细胞的分析显示 AP4E1 mRNA 水平正常，但几乎检测不到蛋白质水平，表明存在不稳定的突变蛋白。与对照组相比，AP4 复合物的形成也受到严重损害。

家族性持续性口吃 1

喀麦隆血统大家族（CAMST01）的受影响成员患有常染色体显性家族性持续性口吃-1（STUT1; 184450），最初由 Raza 等人报道（2013），拉扎等人（2015）鉴定了 AP4E1 基因中 2 个顺式错义变体的杂合性（V517I 和 E801K；607244.0004）。这些突变是通过全外显子组测序发现的，并与家族中的疾病分开。随后，在来自喀麦隆的另外 96 名口吃患者中，有 2 名发现了相同单倍型的相同突变。对无关受影响个体（包括来自喀麦隆的 93 例、来自巴基斯坦的 132 例和来自北美的 711 例）的 AP4E1 基因进行测序，揭示了该基因中的 23 个其他罕见变异，包括小（1 至 3 bp）缺失、插入、重复、移码、和终止密码子；在 558 名种族匹配的对照个体中未发现截短突变。对大型群体数据库的调查，包括千人基因组计划和外显子组测序计划，这些数据库都没有针对言语流畅性进行表型分析，在约 19,000 条染色体中发现了 3 个功能丧失的 AP4E1 变体，以及几种罕见的错义变体；与口吃个体中观察到的变异相比，所有这些发生的频率都明显较低。对酵母 2 杂交系统的研究支持 AP4 复合物和 NAGPA（607985）之间的直接相互作用，其中的变异也与口吃有关（STUT2; 609261）。研究结果表明，细胞内转移缺陷在持续性口吃中发挥了作用。对大型群体数据库的调查，包括千人基因组计划和外显子组测序计划，这些数据库都没有针对言语流畅性进行表型分析，在约 19,000 条染色体中发现了 3 个功能丧失的 AP4E1 变体，以及几种罕见的错义变体；与口吃个体中观察到的变异相比，所有这些发生的频率都明显较低。对酵母 2 杂交系统的研究支持 AP4 复合物和 NAGPA（607985）之间的直接相互作用，其中的变异也与口吃有关（STUT2; 609261）。研究结果表明，细胞内转移缺陷在持续性口吃中发挥了作用。对大型群体数据库的调查，包括千人基因组计划和外显子组测序计划，这些数据库都没有针对言语流畅性进行表型分析，在约 19,000 条染色体中发现了 3 个功能丧失的 AP4E1 变体，以及几种罕见的错义变体；与口吃个体中观察到的变异相比，所有这些发生的频率都明显较低。对酵母 2 杂交系统的研究支持 AP4 复合物和 NAGPA（607985）之间的直接相互作用，其中的变异也与口吃有关（STUT2; 609261）。研究结果表明，细胞内转移缺陷在持续性口吃中发挥了作用。在约 19,000 条染色体中发现了 3 个功能丧失的 AP4E1 变体，以及几个罕见的错义变体；与口吃个体中观察到的变异相比，所有这些发生的频率都明显较低。对酵母 2 杂交系统的研究支持 AP4 复合物和 NAGPA（607985）之间的直接相互作用，其中的变异也与口吃有关（STUT2; 609261）。研究结果表明，细胞内转移缺陷在持续性口吃中发挥了作用。在约 19,000 条染色体中发现了 3 个功能丧失的 AP4E1 变体，以及几个罕见的错义变体；与口吃个体中观察到的变异相比，所有这些发生的频率都明显较低。对酵母 2 杂交系统的研究支持 AP4 复合物和 NAGPA（607985）之间的直接相互作用，其中的变异也与口吃有关（STUT2; 609261）。研究结果表明，细胞内转移缺陷在持续性口吃中发挥了作用。其中的变异也与口吃有关（STUT2；609261）。研究结果表明，细胞内转移缺陷在持续性口吃中发挥了作用。其中的变异也与口吃有关（STUT2；609261）。研究结果表明，细胞内转移缺陷在持续性口吃中发挥了作用。

▼ 动物模型

De Pace 等人（2018）发现 Ap4e1 敲除小鼠表现出一系列神经表型，包括后肢紧握、运动协调性下降和握力较弱。此外，基因敲除小鼠的胼胝体变薄，大脑和脊髓的各个区域都有轴突肿胀。基因敲除小鼠显示 Atg9a（612204）在各种神经元类型的跨高尔基体网络（TGN）处积聚。在具有 AP4M1 突变的人类患者皮肤成纤维细胞的 TGN 中观察到类似的 ATG9A 积累。结果表明，AP4 缺陷会损害 ATG9A 从高尔基复合体到细胞外周的递送。这种缺陷与 Ap4e1 敲除神经元轴突中突变亨廷顿蛋白聚集体积累的趋势增加有关。

▼ 等位基因变异体（5 个选定示例）：

.0001 痉挛性截瘫 51，常染色体隐性
AP4E1，192-KB DEL
2 名同胞，由近亲巴勒斯坦约旦人父母所生，患有痉挛性截瘫 51（SPG51；613744），Moreno-De-Luca 等人（2011）鉴定了染色体 15q21.2（chr15: 48,835,480-49,028,171）上的纯合 192-kb 缺失，其中包括 AP4E1 基因的 5 素末端和 SPPL2A 基因的 5 素末端（608238）。未受影响的母亲是该缺失的杂合子，但没有来自父亲的 DNA，因此推断父亲是该缺失的杂合子。莫雷诺-德-卢卡等人（2011）的结论是，AP4E1 基因的破坏是导致表型的原因，尽管他们不能排除 SPPL2A 基因破坏的可能作用。

.0002 痉挛性截瘫 51，常染色体隐性
AP4E1，4-BP DEL，IVS5DS，542+1GTAA
在叙利亚近亲家庭的 2 名受影响成员中患有智力低下和痉挛（SPG51；613744），Abou Jamra 等人（2011）在 AP4E1 基因内含子 5 的供体剪接位点中鉴定出纯合 4-bp 缺失（542+1delGTAA），导致外显子 5 的跳跃、移码以及外显子 6 中蛋白质的提前终止。在 740 条对照染色体中未发现该突变。

.0003 痉挛性截瘫 51，常染色体隐性遗传
AP4E1，VAL454FS
在 M254 家族中，第一代表亲父母的 4 个孩子中有 3 个患有智力低下、小头畸形和痉挛性截瘫（SPG51；613744），Najmabadi 等人（2011）在基因组坐标 chr15:49029357（NCBI36）处鉴定出致病性纯合 2-bp 插入，导致密码子 454 处发生移码。

.0004 口吃，家族性持续性，1
AP4E1、VAL517ILE 和 GLU801LYS
喀麦隆血统大家族（CAMST01）的受影响成员患有常染色体显性家族性持续性口吃-1（STUT1; 184450），最初由 Raza 等人报道（2013），拉扎等人（2015）鉴定了 AP4E1 基因中顺式发生的 2 个变异的杂合性：外显子 14 中的 c.1549G-A 转换（c.1549G-A, NM_007347.4），导致主干结构域中的 val517-to-ile（V517I）替换，以及 c.2401G-A 转换（c.2401G-A, NM_0） 0737.4）位于外显子 18 中，导致铰链结构域中的 glu801 替换为 lys（E801K）。通过全外显子组测序发现的突变与家族中的疾病分离。这两种突变都发生在高度保守的残基处，在 1000 个基因组计划或外显子组测序计划数据库或 558 个对照中均未发现。对 96 名无关受影响的喀麦隆人进行测序，在 2 名个体中发现了相同的 2 个变异；单倍型分析表明这些个体和家庭之间存在创始人效应。HEK293 细胞的体外功能表达研究表明，突变导致 AP4 复合物的组装略有减少（约为野生型的 80%）。

.0005 痉挛性截瘫 51，常染色体隐性
AP4E1，ARG1105TER
Kong 等人在一对同卵双胞胎姐妹中，由近亲摩洛哥人出生，患有痉挛性截瘫 51（SPG51; 613744）（2013）鉴定了 AP4E1 基因中的纯合 C 到 T 转换，导致 arg1105 到 ter（R1105X）取代。该突变是通过全外显子组测序发现并经桑格测序证实的，与家族中的疾病分离。它在 1,050 名健康对照或几个对照数据库中不存在。对患者细胞的分析显示 AP4E1 mRNA 水平正常，但几乎检测不到蛋白质水平，表明存在不稳定的突变蛋白。与对照组相比，AP4 复合物的形成也受到严重损害。除了 SPG51 之外，患者还患有由 SPPL2A 基因（608238.0001）纯合突变引起的 IMD86（619549）。