成釉细胞蛋白釉质基质蛋白; AMBN

HGNC 批准的基因符号:AMBN

细胞遗传学位置:4q13.3 基因组坐标(GRCh38):4:70,592,255-70,607,287(来自 NCBI)

▼ 克隆与表达

克雷布斯巴赫等人(1996)报道了大鼠门牙中表达的基因的全长测序。他们将其命名为成釉细胞蛋白(Ambn)。对来自多个大鼠和小鼠组织的 RNA 进行的 Northern 印迹分析表明,仅在牙齿中,大约 2.0 和 1.6 kb 的 2 种不同转录物高水平表达。使用地高辛标记的RNA探针进行的原位杂交表明,成釉细胞的组织分布仅限于大鼠门牙的成釉细胞。用多克隆抗体对大鼠门牙进行免疫组织化学染色表明,成釉细胞在内釉质上皮分化为成釉细胞的过程中表达,并强烈定位于分泌成釉细胞的Tomes过程中。与釉原蛋白(300391) 相比,在釉质基质中仅检测到少量的成釉细胞。成釉素基因编码 422 个氨基酸的开放解读码组,对应于 45 kD 的假定蛋白质。预测的蛋白质是酸性的,最丰富的氨基酸是脯氨酸(15.2%)、甘氨酸(9.9%)和亮氨酸(9.9%)。

丰泽等人(2000) 鉴定了编码全长 447 个氨基酸 AMBN 蛋白的 cDNA,包括 26 个残基的信号肽。RT-PCR 分析检测到所有 3 个测试的成釉细胞瘤中的表达。

Ravindranath 等人通过对发育中的小鼠磨牙进行免疫化学分析(2007) 确定在出生后发育过程中,成釉细胞和牙釉质基质中存在 3 种不同分子大小(27、55 和 66 kD)的成釉素。37-kD 形式在出生后第 0 天和第 1 天观察到,一直持续到第 3 天,此后就没有发现。55 和 66-kD 亚型在第 1 天后出现在成釉细胞中,在第 5 天达到峰值,并在此后保持不变。

▼ 基因结构

通过基因组序列和 Southern blot 分析,Toyosawa 等人(2000)确定AMBN是包含13个外显子的单拷贝基因。

▼ 测绘

通过 2 组多位点杂交的连锁研究,Krebsbach 等人(1996) 将 Ambn 基因定位到小鼠 5 号染色体上,位于 Kit(164920) 远端的位置,位于与人类 4q 保守连锁的区域中,表明该基因的人类图谱位置。该基因位于与矿化组织相关的其他基因附近:骨桥蛋白(166490)、骨唾液酸蛋白(147563)、骨形态发生蛋白 3(112263)、牙本质唾液酸磷蛋白(125485) 和牙釉质(606585)。MacDougall 等人使用含有 AMBN 基因的 PAC 人类基因组克隆进行荧光原位杂交(1997) 将 AMBN 基因对应到 4q21。

Gross(2016) 根据 AMBN 序列(GenBank AF263464) 与基因组序列(GRCh38) 的比对,将 AMBN 基因对应到染色体 4q13.3。

▼ 分子遗传学

Poulter 等人发现,来自哥斯达黎加近亲家庭的 3 名患有发育不全的釉质发育不全症(AI1F; 616270) 的姐妹(2014) 鉴定出 AMBN 基因(601259.0001) 中的纯合 2,347 bp 缺失,涵盖外显子 6 的所有 237 个碱基对以及外显子两侧侧翼序列的 2,110 个碱基对。预计该缺失会产生 79 个氨基酸的框内缺失(Tyr99_Glu177del),从而将蛋白质从 447 个氨基酸缩短至 368 个氨基酸。对另外 13 个发育不全的 AI 家族的筛查显示没有进一步的突变。

Prasad 等人患有 AI1F 的 2 姐妹(2016) 鉴定出 AMBN 基因中的纯合剪接位点突变(601259.0002)。

▼ 动物模型

Paine 等人(2003) 产生了转基因小鼠,其中成釉细胞过度表达受到成釉细胞特异性釉原蛋白启动子的控制。作者发现转基因小鼠中成釉细胞蛋白的定位与非转基因小鼠中的定位相同。该蛋白存在于分泌性成釉细胞的细胞质中,均匀分布在过渡区的釉质基质中,在成熟和成熟的釉质中含量逐渐减少。通过扫描电子显微镜观察,与对照动物相比,过度表达转基因纯合的 6 周龄小鼠形成的牙釉质似乎更多孔,并且具有严重的牙釉质杆畸形。

福本等人(2004) 产生了成釉细胞缺失小鼠。突变小鼠具有生育能力,并且在新生儿时表现正常。然而,到三周大时,他们的门牙出现牙釉质发育不全或钙化不足。出生后第 3 天,Ambn 缺失小鼠的成釉细胞开始从基质层分离并开始失去细胞极性;到出生后第 7 天,成釉细胞变得圆形且较小,完全失去极性,恢复增殖,并积累形成多细胞层。进一步的研究表明,Ambn 缺失的成釉细胞在与基质分离时会恢复未分化牙上皮的某些早期表型。据观察,突变小鼠随着年龄的增长,上颌颊前庭会出现软组织肿瘤。

▼ 等位基因变体(2 个选定示例):.

0001 成釉不全,类型 IF
AMBN,2,347-BP DEL,EX6DEL
Poulter 等人在来自哥斯达黎加近亲家庭的 3 名患有发育不全的釉质发育不全症(AI1F; 616270) 的姐妹中(2014) 在 AMBN 基因中发现了 2,347 bp 纯合缺失(c.294+139_531+478del, NM_016519),涵盖了外显子 6 的所有 237 bp 以及外显子两侧的 2,110 bp 侧翼序列。预计该缺失会产生 79 个氨基酸的框内缺失(Tyr99_Glu177del),从而将蛋白质从 447 个氨基酸缩短至 368 个氨基酸。受影响的家庭成员的突变纯合子具有粗糙的恒牙列发育不全的釉质发育不全。一名同胞的突变是杂合的,并表现出与纯合同胞不同的轻微牙釉质缺陷。保尔特等人(2014) 检查了自然脱落后保留的 5 颗乳牙。牙齿无法与特定基因型明确匹配。其中一颗牙齿的牙釉质厚度正常,而另外 4 颗牙齿的牙釉质层较薄,且有不同程度的牙釉质损失。未进行功能研究;然而,人类表型与 Ambn 缺失小鼠模型相似。

.0002 成釉不全,IF
AMBN 型,532-1G-C
Prasad 等人对 103 名患有孤立性或综合征性口腔疾病的患者进行了下一代序列分析(2016) 鉴定出 2 名患有发育不全的釉质生成不全症的姐妹(AI1F; 616270),她们的 AMBN 基因中存在纯合剪接受体突变(c.532-1G-C,NM_016519.5)。该突变在 1000 个基因组计划数据库中不存在,但分别存在于外显子组变异服务器和 ExAC 数据库中的 1/12,950 和 1/118,926 等位基因中。