CDK5 调节亚基相关蛋白 2； CDK5RAP2

中心体蛋白，215-KD；CEP215
KIAA1633

HGNC 批准的基因符号：CDK5RAP2

细胞遗传学位置：9q33.2 基因组坐标（GRCh38）：9:120,388,875-120,580,167（来自 NCBI）

▼ 说明

CDK5RAP2 基因编码一种中心体蛋白，在有丝分裂期间定位于纺锤体极（Hassan 等人，2007 年和 Lizarraga 等人，2010 年总结）。

▼ 克隆与表达

Nagase 等人通过对从尺寸分级的胎儿脑 cDNA 文库中获得的克隆进行测序（2000）克隆了CDK5RAP2，他们将其命名为KIAA1633。推导的蛋白质含有1,561个氨基酸。RT-PCR ELISA 检测到所有组织和特定脑区域中 CDK5RAP2 的中度至高表达。在骨骼肌、胎儿肝脏、大脑、肾脏和卵巢中检测到最高水平。在特定的大脑区域内，丘脑、胼胝体、黑质、海马和尾状核中检测到最高表达。

Ching 等人使用 NCK5A（CDK5R1；603460）作为脑 cDNA 文库的酵母 2 杂交筛选中的诱饵（2000）获得了 CDK5RAP2 的部分克隆，他们将其命名为 C48。Northern印迹分析检测到所有检查组织中的表达，其中心脏和骨骼肌中的表达水平最高。清等人（2000）还从大脑 cDNA 文库中克隆了全长大鼠 Cdk5rap2。推导的 217 个氨基酸的大鼠蛋白具有富含丝氨酸的 N 末端，并与 Restin（179838）（一种中间丝相关蛋白）具有同源区域。

埃文斯等人（2006）指出CDK5RAP2蛋白含有2个染色体结构维持（SMC；参见608685）结构域。

格拉泽等人（2007）报道CEP215编码包含1,893和1,814个氨基酸的2种亚型。两种异构体都有一个 N 端微管关联结构域和 10 个卷曲螺旋结构域。与长亚型相比，短亚型在 C 末端附近有一个缺失，涉及部分卷曲螺旋结构域 9。U2OS 细胞的免疫组织化学和免疫电子显微镜分析显示 CEP215 在中心粒柱上。CEP215 染色在整个细胞周期中持续存在于中心体上。HeLa、U2OS 和 293T 细胞的蛋白质印迹分析检测到 CEP215 的表观分子质量约为 210 kD。

▼ 基因结构

邦德等人（2005）指出CDK5RAP2基因包含34个外显子。埃文斯等人（2006）确定 CDK5RAP2 基因包含 38 个外显子，跨度 190 kb。

▼ 测绘

格拉泽等人（2007）指出 CDK5RAP2 基因对应到染色体 9q33.2。

▼ 基因功能

清等人（2000）确定大鼠 Cdk5rap2 被 Cdk5 激酶磷酸化（123831）。

Graser 等人使用小型干扰 RNA 筛选（2007）发现 CNAP1（CEP2; 609689）、rootletin（CROCC; 615776）、pericentrin（PCNT; 605925）、CEP68（616889）或 CEP215 的耗竭会降低 U2OS、A549 和 RPE1 细胞中的中心体凝聚力并导致中心体分裂。CNAP1 和 rootletin 的耗竭产生了最严重的表型。中心周蛋白的消耗导致中心粒中 CEP215 的丢失，但 CEP215 的消耗对中心周蛋白没有影响。格拉泽等人（2007）得出结论，CEP215 和 pericentrin 通过孤立于 CNAP1、rootletin 和 CEP68 的间接机制在功能上相互作用并影响中心体凝聚力。

兰卡斯特等人（2013）开发了一种人类多能干细胞衍生的 3 维类器官培养系统，称为大脑类器官，可发育各种离散但相互依赖的大脑区域。其中包括含有组织和产生成熟皮质神经元亚型的祖细胞群的大脑皮层。此外，大脑类器官概括了人类皮质发育的特征，即具有丰富的外放射状胶质干细胞的特征性祖区组织。兰卡斯特等人（2013）使用 RNA 干扰和患者特异性诱导多能干细胞来模拟由 CDK5RAP2（MCPH3; 604804）缺陷引起的小头畸形，这是一种很难在小鼠身上重现的疾病。兰卡斯特等人（2013）证明患者类器官中存在过早的神经元分化，

Firat-Karalar 等人使用 U2OS 细胞进行邻近相互作用测定（2014）发现全长 CEP152（613529）与 CDK5RAP2 相互作用。HEK293T 细胞中的免疫共沉淀分析证实了 CEP152 和 CDK5RAP2 之间的直接相互作用。CEP152 的耗尽减少了 CDK5RAP2 的中心体定位。

▼ 分子遗传学

在一个患有常染色体隐性遗传原发性小头畸形 3（MCPH3; 604804）的巴基斯坦家族中，Moynihan 等人（2000）通过自合性作图将该疾病定位到染色体 9q34。邦德等人（2005）使用定位克隆策略来鉴定 2 个家族中该区域的基因，包括 Moynihan 等人先前描述的家族（2000）。对 2 个家族的多态性微卫星标记进行基因分型，将该区域缩小至 2.2 Mb。该区域的生物信息分析将 CDK5RAP2 确定为可能的候选者。在这 2 个家族的受影响成员（分别为 608201.0001-608201.0002）中均发现了 CDK5RAP2 基因的纯合突变。每个突变在巴基斯坦北部的 380 条对照染色体中均不存在，显示出预期的家族疾病分离，并且在黑猩猩、大猩猩、猩猩、长臂猿、小鼠、

一名 6 岁女孩，父母为索马里近亲所生，患有 MCPH3，Pagnamenta 等人（2012）鉴定了 CDK5RAP2 基因中的纯合截短突变（E234X; 608201.0003）。

Lancaster 等人在患有 MCPH3 且脑部成像呈简化脑旋模式的患者中（2013）鉴定了 CDK5RAP2 基因中的复合杂合截短突变（608201.0004 和 608201.0005）。

Tan 等人在一名具有 MCPH3 且脑部成像正常的白人和切罗基血统的 6 岁女孩中进行了研究（2014）鉴定了 CDK5RAP2 基因中的复合杂合突变（608201.0006 和 608201.0007）。这些突变是通过目标小头畸形基因的下一代测序发现的。这个女孩是三胞胎中的一个；其他两姐妹没有受到影响。

Pagnamenta 等人在一名患有 MCPH3 的 11 岁男孩中进行了研究（2016）鉴定了 CDK5RAP2 基因中的复合杂合突变（608201.0008 和 608201.0009）。这些突变是通过全外显子组测序发现的，并通过桑格测序证实，与家族中的疾病分开。

关联待确认

Jouan 等人在 3 名成年同胞中，出生于无关的法裔加拿大父母，患有孤立性胼胝体发育不全（见 217990）（2016）鉴定了 CDK5RAP2 基因（NM_018249.5）中的复合杂合错义变体：c.280G-C 颠换，导致 gly94 到 arg（G94R）取代，以及 c.3695A-G 转换，导致 asn1232 到 Ser（N1232S）取代。这些变异是通过全外显子组测序发现的，并通过桑格测序证实，与家族中的疾病分开。两种变体都影响高度保守的核苷酸。在 288 个未受影响的对照中，有 2 个发现了 G94R，但未发现纯合或复合杂合变体。两种变体在 ExAC 数据库中均以较低频率存在（G94R 为 8.237 x 10（-6），N1232S 为 8.238 x 10（-6）），但在 dbSNP（版本 132）中未发现，1000 个基因组计划或外显子组变异服务器数据库。其中 1 名患者的淋巴母细胞显示出变体的双等位基因表达；没有进行变体的功能研究。朱安等人（2016）表明具有残余功能的低等态 CDK5RAP2 变异可能导致胼胝体发育不全，而更有害的功能丧失变异可能导致更严重的小头畸形表型。

▼ 动物模型

小鼠赫特维希贫血（an）突变体表现出外周血细胞减少、自发性非整倍性和造血肿瘤倾向。利扎拉加等人（2010）发现“an”突变是 Cdk5rap2 基因中的纯合突变，导致外显子 4 缺失。除了造血表型外，突变小鼠还表现出小头畸形，并伴有多个大脑区域发育不全，包括皮质和海马体。突变小鼠的神经元祖细胞表现出增殖和生存缺陷：它们过早退出细胞周期，许多细胞发生凋亡。这些缺陷与有丝分裂进展受损以及有丝分裂纺锤体极数和有丝分裂方向异常有关。

▼ 等位基因变异体（9 个精选示例）：

.0001 小头畸形 3，原发性，常染色体隐性
CDK5RAP2，TYR82TER

Moynihan 等人之前描述过，患有常染色体隐性遗传原发性小头畸形 3（MCPH3; 604804）的巴基斯坦家庭成员中（2000），邦德等人（2005）鉴定了 CDK5RAP2 基因外显子 4 中的纯合 243T-A 颠换，导致 ser81 至 ter（S81X）取代。

在 4 名同胞中，由克什米尔血统的巴基斯坦近亲父母所生，患有 MCPH3、哈桑等人（2007）鉴定了 CDK5RAP2 基因中的纯合 c.246T-A 颠换，导致 tyr82-to-ter（Y82X）取代。患者头围为-4至-7标准差且智力低下。该突变是通过纯合性作图和候选基因分析发现的，与该家族中的疾病分离，并且在 200 条对照染色体中不存在。哈桑等人（2007）指出这与 Bond 等人报道的突变相同（2005），并假设创始人效应。

.0002 小头畸形 3，原发性，常染色体隐性
CDK5RAP2，IVS26AS，AG，-15

Bond 等人在患有常染色体隐性遗传原发性小头畸形 3（MCPH3; 604804）的巴基斯坦家庭成员中（2005）在CDK5RAP2基因的内含子26的-15位点鉴定了纯合的A到G转变，导致新的剪接受体位点添加了4个新氨基酸和提前终止密码子。

.0003 小头畸形 3，原发性，常染色体隐性
CDK5RAP2，GLU234TER

Pagnamenta 等人发现，一名 6 岁女孩的父母为索马里近亲，患有常染色体隐性遗传性原发性小头畸形 3（MCPH3；604804）（2012）鉴定了 CDK5RAP2 基因外显子 8 中的纯合 c.700G-T 颠换，导致 glu234 至 ter（E234X）取代。Exome Variant Server 数据库中的 5,000 多个白人和非裔美国人样本中未发现该突变。患者精神运动发育迟缓、小头畸形（-8.9 SD）和轻度肌张力低下。她在 3 岁零 10 个月时被诊断出患有中度至重度感音神经性听力损失，考虑到家庭中有血缘关系，这可能是由于另一种遗传缺陷造成的。

.0004 小头畸形 3，原发性，常染色体隐性
CDK5RAP2，GLU1516TER

Lancaster 等人在患有常染色体隐性遗传原发性小头畸形 3（MCPH3; 604804）的患者中（2013）鉴定了 CDK5RAP2 基因中的复合杂合突变：c.4546G-T 颠换导致 glu1516-to-ter（E1516X）取代，c.4672C-T 转换导致 arg1558-to-ter（R1558X; 608201.0005）取代。每个未受影响的亲本对于其中一种突变都是杂合的。在患者细胞裂解物中检测不到 CDK5RAP2 蛋白。该患者患有严重的小头畸形（-13.2 SD）、身材矮小（-6.7 SD）、脑成像简化的回旋模式、精神运动发育迟缓以及混合传导性/感音神经性听力损失。

.0005 小头畸形 3，原发性，常染色体隐性
CDK5RAP2，ARG1558TER

Lancaster 等人讨论了 CDK5RAP2 基因中的 arg1558-to-ter（R1558X）突变，该突变在常染色体隐性遗传原发性小头畸形 3（MCPH3; 604804）患者中以复合杂合状态发现（2013），参见 608201.0004。

.0006 小头畸形 3，原发性，常染色体隐性
CDK5RAP2，5-BP DEL，NT524

Tan 等人在一名患有常染色体隐性遗传性原发性小头畸形 3（MCPH3; 604804）的 6 岁女孩中（2014）鉴定了 CDK5RAP2 基因中的复合杂合突变：外显子 7 中的 5 bp 缺失（c.524_528del），导致移码和提前终止（Gln175ArgfsTer42），以及内含子 26 中的 G 到 A 转变（c.4005-1G-A；608201.0007），预计会导致剪接缺陷。每个未受影响的父母都有一种突变是杂合的，这些突变是通过目标小头畸形基因的下一代测序发现的，并通过桑格测序证实。患者的母亲是北欧血统，父亲是具有切罗基血统的白人。这个女孩是三胞胎中的一个；其他两姐妹没有受到影响。患者患有严重的小头畸形（-8.9 SD）和发育迟缓，

.0007 小头畸形 3，原发性，常染色体隐性
CDK5RAP2，IVS26AS，GA，-1

Tan 等人讨论了在常染色体隐性遗传原发性小头畸形 3（MCPH3; 604804）患者中以复合杂合状态发现的 CDK5RAP2 基因（c.4005-1G-A）中的剪接位点突变（2014），参见 608201.0006。

.0008 小头畸形 3，原发性，常染色体隐性
CDK5RAP2，IVS30DS，GC，+1

Pagnamenta 等人对一名 11 岁男孩（患者 BRC081）进行了研究，该男孩的父母是无关的白人，患有常染色体隐性遗传性原发性小头畸形 3（MCPH3；604804）（2016）鉴定了 CDK5RAP2 基因中的复合杂合突变：外显子 30 中的 G 到 C 颠换（c.4604+1G-C, NM_018249.5），预计会改变剪接位点，以及外显子 23 中的 1 bp 缺失（c.3097delG; 608201.0009），预计会导致移码和提前终止（V） al1033fsTer41）。这些突变是通过全外显子组测序发现的，并通过桑格测序证实，与家族中的疾病分开。ExAC 数据库中未发现这两种突变。对患者细胞的分析表明，c.4604+1G-C 突变导致隐秘外显子剪接供体位点的替代使用，这将导致提前终止（Val1526fsTer15）。

.0009 小头畸形 3，原发性，常染色体隐性
CDK5RAP2，1-BP DEL，3097G

为了讨论 CDK5RAP2 基因中的 1-bp 缺失（c.3097delG, NM_018249.5），预计会导致移码和提前终止（Val1033fsTer41），Pagnamenta 等人在常染色体隐性遗传原发性小头畸形 3（MCPH3; 604804）患者的复合杂合状态中发现了这种缺失（2016），参见 608201.0008。