神经前体细胞表达，发育下调 4； NEDD4

• KIAA0093

HGNC 批准的基因符号：NEDD4

细胞遗传学位置：15q21.3 基因组坐标（GRCh38）：15:55,826,916-55,993,611（来自 NCBI）

▼ 克隆与表达

库马尔等人（1992） 将 Nedd4 鉴定为一组在胚胎大脑中表现出发育调节表达的小鼠基因之一。库马尔等人（1997） 表明 Nedd4 在各种其他胚胎组织中表达，并在大多数成人组织中持续存在。他们使用针对融合蛋白的抗体，证明 Nedd4 蛋白定位于细胞的细胞质。库马尔等人（1997） 报道人类 NEDD4 蛋白与小鼠蛋白有 86% 的氨基酸一致性。它与泛素蛋白连接酶具有同源性，包含 4 个蛋白质-蛋白质相互作用（WW） 结构域和一个钙/磷脂结合结构域。

Nagase 等人通过对从大小分级的人未成熟骨髓细胞系 cDNA 文库中获得的克隆进行测序，（1995） 克隆了 NEDD4，他们将其命名为 KIAA0093。推导的蛋白具有 C2 结构域，与小鼠 Nedd4 同源，具有 84% 的同一性。Northern 印迹分析在除脑外的所有组织和细胞系中均检测到 NEDD4。

Imhof 和 McDonnell（1996） 将 NEDD4（他们用 RPF1 表示）确定为酵母 RSP5 的人类同源物。

▼ 测绘

Nagase 等人使用人类-啮齿动物混合面板。Kumar 等人（1995） 将 NEDD4 基因定位到 15 号染色体。通过同源性和荧光原位杂交，Kumar 等人（1997） 将 NEDD4 基因定位到染色体 15q。通过种间回交分析，他们将小鼠 Nedd4 基因定位到 9 号染色体上。

▼ 基因功能

Imhof 和 McDonnell（1996） 发现人 NEDD4 和酵母 Rsp5 均增强人黄体酮和糖皮质激素受体的激素依赖性转录激活。他们使用突变蛋白来证明泛素蛋白连接酶活性和 WW 结构域都不是类固醇受体增强所必需的。

在非洲爪蟾卵母细胞研究中，Abriel 等人（1999） 证明野生型 NEDD4 与上皮钠通道（ENaC；参见 SCNN1A, 600228） 的过度表达会抑制通道的活性；催化失活的 NEDD4 刺激了它。这些效应取决于 ENaC C 端 PY 基序的存在，通道活性的变化完全是由于质膜上 ENaC 数量的变化。阿布里埃尔等人（1999） 得出结论，NEDD4 是 ENaC 的负调节因子，并提出在 Liddle 综合征中观察到的 ENaC 中 NEDD4 结合位点的丢失（177200，参见例如 600760.0001）可能解释了细胞表面通道数量的增加、远端肾单位钠吸收的增加，以及该疾病中的高血压。

Harvey 等人使用 Far Western 测定法（2001） 发现 NEDD4 的 WW 结构域与上皮钠通道（ENaC） 的所有 3 个亚基具有强亲和力结合：SCNN1A（600228）、SCNN1B（600760） 和 SCNN1G（600761）。他们得出结论，NEDD4 和相关基因 KIAA0439（NEDD4L; 606384） 可能在 ENaC 功能的调节中发挥作用。

RNA 聚合酶 II（RNAPII；参见 180660）因 DNA 损伤而泛素化和降解。阿宁迪亚等人（2007） 将 NEDD4 鉴定为 E3 泛素连接酶，并发现它与 RNAPII 相关并泛素化，以响应人类细胞中紫外线诱导的 DNA 损伤。NEDD4 依赖性 RNAPII 泛素化可以在纯化的 UBA1（UBE1; 314370） 和 UBCH7（UBE2L3; 603721） 以及表位标记的泛素存在下在体外重建（参见 191339）。阿宁迪亚等人（2007） 发现 DNA 损伤阻碍了 RNAPII 的进展，并且这些损伤处的转录停滞触发了 NEDD4 募集和 RNAPII 泛素化。

PTEN（601728） 是一种双特异性磷酸酶，参与下调细胞存活和生长反应。王等人（2007） 表明人类 NEDD4 通过催化 PTEN 多泛素化与 PTEN 相互作用并使其不稳定。

特罗特曼等人（2007） 表明 NEDD4 还可以通过人和小鼠细胞中 PTEN 的单泛素化来正向调节 PTEN。单泛素化 PTEN 通过在细胞核中的积累而稳定，并保留其拮抗 AKT（AKT1；164730）并引起细胞凋亡的能力。

Drinjakovic 等人利用原位杂交和免疫组织化学分析（2010） 发现 Nedd4 mRNA 和蛋白质在非洲爪蟾大脑和视网膜的整个发育过程中表达。在视网膜中，Nedd4 表达在树突内、外丛状层以及视网膜神经节细胞生长锥处富集。在爪蟾卵母细胞中基于吗啉基的 Nedd4 敲低或显性失活 Nedd4 突变体的表达表明，Nedd4 不是引导视网膜神经节细胞到达顶盖所必需的，但它是顶盖处轴突末端分支和树枝化所必需的。Nedd4 通过指导蛋白酶体介导的 Pten 降解在生长锥上发挥作用，Pten 倾向于通过抑制 PI3 激酶（参见 171833）信号传导来反对轴突分支。免疫沉淀分析表明，非洲爪蟾 Nedd4 和 Pten 在转染的 HEK293 细胞中直接相互作用。在爪蟾胚胎中敲除 Pten 和 Nedd4 可恢复视网膜神经节细胞轴突分支。爪蟾生长锥中 Pten 的蛋白酶体降解似乎涉及 神经生长因子-1（NTN1；601614）。

通过大鼠脑突触体提取物的亲和层析，Kawabe 等人（2010） 在 15 种与固定化 Nedd4 相互作用的蛋白质中鉴定出 Tnik（610005）。Rap2a（179540） 与 Nedd4 和 Tnik 共免疫沉淀，但仅在蛋白质交联后进行。体外泛素化实验表明，Nedd4 单泛素化 Rap2a，但未检测到 Tnik 或任何其他 Ras（HRAS; 190020） 相关的小 GTPase。Nedd4 泛素化 Rap2a 需要 Tnik，而 Rap2a 单泛素化会阻断 Rap2a/Tnik 信号传导。

Tardiff 等人使用无偏见的表型筛选作为基于目标的方法的替代方法（2013） 发现了一种 N-芳基苯并咪唑（NAB），它可以强力、选择性地保护多种细胞类型免受 α-突触核蛋白毒性。在野生型酵母细胞中进行的三项化学遗传筛选证实，NAB 促进依赖于 E3 泛素连接酶 Rsp5 的内体转运事件。这些相同的步骤受到α-突触核蛋白本身的干扰。塔迪夫等人（2013） 得出的结论是，NAB 在 α-突触核蛋白生物学中识别出一个可药物节点，可以纠正其潜在病理学的多个方面，包括功能失调的内体和内质网到高尔基体囊泡的转移。

钟等人（2013） 利用 iPS 细胞的突变校正和从酵母到人类的保守蛋白毒性机制来发现和逆转对 α-突触核蛋白（163890） 的表型反应，α-突触核蛋白是帕金森病的一种关键蛋白（参见 168600）。钟等人（2013） 从携带 α-突触核蛋白突变（A53T; 163890.0001） 的患者的 iPS 细胞中生成了皮质神经元，这些患者患 PD 痴呆的风险很高。在α-突触核蛋白毒性酵母模型中进行无偏筛选的遗传修饰剂导致鉴定出患者神经元的早期致病表型，包括亚硝化应激、内质网相关降解底物的积累和内质网应激。在酵母筛选中鉴定出的小分子 NAB2 及其影响的泛素连接酶 NEDD4 逆转了这些神经元的病理表型。

Noyes 等人在小鼠和人类细胞中使用下拉和免疫共沉淀实验（2016） 表明 LDLRAD3（617986） 的胞质结构域与 E3 泛素连接酶 ITCH（606409）、NEDD4 和 NEDD4L 相互作用。突变分析表明连接酶的 WW 结构域与 LDLRAD3 中的聚脯氨酸序列相互作用。HEK293 细胞中 LDLRAD3 的表达导致 ITCH 和 NEDD4 蛋白降解增加，并与 ITCH 和 NEDD4 自身泛素化增加相关。抑制剂实验表明泛素化的 ITCH 被蛋白酶体降解。突变实验表明，对于 LDLRAD3 介导的 ITCH 泛素化和降解，LDLRAD3 的第二个聚脯氨酸基序比第一个基序更重要。

▼ 分子遗传学

有关 NEDD4 基因变异与疤痕疙瘩形成之间关联的讨论，请参阅 148100。

▼ 动物模型

川部等人（2010） 发现 Nedd4 -/- 小鼠胚胎在妊娠晚期死亡。在胚胎第11.5天，Nedd4 -/- 胚胎表现出发育迟缓，几乎一半表现出皮下出血。从 Nedd4 -/- 胚胎培养的皮层神经元比野生型小，并且表现出树突延伸和树枝化减少。大脑中 Nedd4 的靶向缺失导致小鼠大脑尺寸变小，顶端树突分支减少。Nedd4 -/- 神经元的突触提供了改变的电生理数据，这似乎是由于功能正常的突触数量减少所致。显性失活 Rap2a 或 Tnik 突变体的表达挽救了 Nedd4 -/- 胚胎中的树突形态。川部等人（2010） 得出结论，NEDD4 通过阻断 RAP2A/TNIK 信号传导来正向调节树突延伸。