无远端同源基因 5； DLX5

HGNC 批准的基因符号：DLX5

细胞遗传学位置：7q21.3 基因组坐标（GRCh38）：7:97,020,396-97,024,831（来自 NCBI）

▼ 克隆与表达

许多脊椎动物基因因其核苷酸序列与果蝇发育基因的相似性而被鉴定。在此基础上鉴定出许多含有同源基因的基因。Dlx 基因家族已被鉴定，因为这些基因包含与 Distal-less（Dll，也称为 Ba）相关的同源基因，Distal-less 是一种在发育果蝇的头部和四肢中表达的基因。西蒙尼等人（1994） 克隆并研究了 Dlx 家族的 2 个成员在人和小鼠中的表达，他们将其命名为 DLX5 和 DLX6（600030）。小鼠胚胎中的原位杂交实验表明，Dlx5 和 Dlx6 mRNA 在腹侧间脑和基底端脑的限制区域中表达，其分布与报道的 Dlx1（600029） 和 Dlx2（126255） mRNA 的分布相似。西蒙尼等人。

Bellessort 等人使用由 Dlx5 启动子驱动的 LacZ 报告基因（2016） 发现 Dlx5 在雌性小鼠胚胎第 15.5 天（E15.5） 的苗勒氏管中表达，即性别分化后。在E16.5和E18.5，Dlx5表达持续存在于子宫中并且也出现在子宫颈中。Dlx5 在 E18.5 处由子宫上皮特异性表达。对人子宫的免疫组织化学分析揭示了 DLX5 在子宫内膜腺上皮细胞质和核中的定位。

▼ 测绘

西蒙尼等人（1994） 发现人类 DLX5 和 DLX6 基因在染色体 7q22 上以倒转收敛（即尾对尾）构型紧密相连。该图谱是通过啮齿动物/人类细胞杂交的研究和荧光原位杂交进行的。在同一项研究中，西蒙尼等人（1994） 证明人类基因 DLX1 和 DLX2 在 2q32 靠近 HOXD（以前的 HOX4；参见 142980-142989）簇处以收敛构型紧密相连。

谢勒等人（1994） 证明DLX5 基因对应到小于700 kb 的区域，该区域代表与裂手/足畸形相关的缺失的SRO（最短重叠区域）（SHFM1；183600）。因此，DLX5 是 SHFM1 的候选基因，尽管 DLX5 和位于 DLX5 附近 20 kb 内的另一个 DLX 基因 DLX6 都没有被 Scherer 等人研究的任何倒位或易位断点打断（1994）。

泽鲁查等人（2000） 报道斑马鱼、小鼠和人类 DLX5 和 DLX6 基因以保守的尾对尾排列方式组织。

▼ 基因功能

泽鲁查等人（2000） 发现，像 DLX1 和 DLX2 一样，小鼠和人类的 DLX5 和 DLX6 基因以及它们的斑马鱼直系同源物 Dlx4 和 Dlx6 分别以尾对尾的方向排列。斑马鱼、小鼠和人类 DLX5 和 DLX6 之间的基因间区域高度保守，其中 2 个核苷酸片段在这些物种中达到约 85% 的核苷酸同一性。Zerucha 等人使用敲低和报告基因测定法（2000） 表明，斑马鱼 Dlx4/Dlx6 基因间区域驱动小鼠 Dlx5 和 Dlx6 报告基因在转基因小鼠前脑的腹侧丘脑/下丘脑和基底端脑中的表达。尽管它们的表达模式重叠，但 Dlx5 报告基因在室下区表达更高，而 Dlx6 报告基因在地幔区表达更高。与内源性小鼠 Dlx5 和 Dlx6 相似。在缺乏 Dlx1 和 Dlx2 的小鼠中，斑马鱼基因间增强子的活性在脑室下区降低，但在外套膜区没有降低，这与内源性 Dlx5 和 Dlx6 表达减少一致。在斑马鱼前脑中，Dlx1和Dlx2在比Dlx4和Dlx6更多的未成熟细胞中表达。小鼠和斑马鱼蛋白的共转染和 DNA 蛋白结合实验表明，前脑中 Dlx5 和 Dlx6 表达需要 Dlx1 和/或 Dlx2，并且这种调节是由基因间增强子序列介导的。与 Dlx4 和 Dlx6 相比，Dlx1 和 Dlx2 在更多未成熟细胞中表达。小鼠和斑马鱼蛋白的共转染和 DNA 蛋白结合实验表明，前脑中 Dlx5 和 Dlx6 表达需要 Dlx1 和/或 Dlx2，并且这种调节是由基因间增强子序列介导的。与 Dlx4 和 Dlx6 相比，Dlx1 和 Dlx2 在更多未成熟细胞中表达。小鼠和斑马鱼蛋白的共转染和 DNA 蛋白结合实验表明，前脑中 Dlx5 和 Dlx6 表达需要 Dlx1 和/或 Dlx2，并且这种调节是由基因间增强子序列介导的。

GABA 能神经元中的 γ-氨基丁酸（GABA） 合成需要谷氨酸脱羧酶（参见 GAD1；605363）。Stuhmer 等人使用电穿孔将 Dlx1、Dlx2 和 Dlx5 质粒引入胚胎小鼠大脑皮层（2002） 发现 Dlx2 和 Dlx5（而非 Dlx1）在不同程度上诱导谷氨酸脱羧酶 Gad65（GAD2; 138275） 和 Gad67（GAD1） 的表达。Dlx2 诱导内源性 Dlx5 的表达，但不诱导 Dlx6 的表达。Dlx2 和 Dlx5 在所有检查的大脑区域中诱导小鼠 Dlx5/Dlx6 基因间区域报告基因的表达，而 Dlx1 以更受限的模式诱导报告基因的表达。

Okita 等人使用带有父本或母本人类 7 号染色体的杂交种（2003） 确定了对应到 7q21-q31 的 EST 的等位基因表达谱，并证实 DLX5 在正常人淋巴母细胞中优先从母体等位基因表达。

哈桑等人（2004） 发现 Msx2（123101）、Dlx3（600525）、Dlx5 和 Runx2（600211） 调节小鼠胚胎中骨钙素（OC）（BGLAP; 112260） 的表达，因此与骨形成的控制有关。Msx2 与转录抑制的 OC 染色质相关，Dlx3 和 Dlx5 与 Runx2 一起启动 OC 转录。在第二次调节转换中，Dlx3 关联减少，Dlx5 募集增加，与成骨细胞分化的矿化阶段一致。OC 启动子中 Dlx3 和 Dlx5 的出现与 RNA 聚合酶 II 占据增加所代表的转录增加相关。

舒勒等人（2007） 没有发现任何证据表明 DLX5 或 DLX6 印在人类身上，并且不太可能是 MECP2（300005） 调节的直接目标。作者在人-小鼠体细胞、成人和胎儿对照脑样本以及雷特综合征患者（RTT; 312750） 和未受影响对照的淋巴母细胞中发现了 DLX5 和 DLX6 的双等位基因（母体和父体）表达。这一发现与 Okita 等人的报告相矛盾（2003）。此外，带有MECP2突变的RTT患者的淋巴母细胞和脑细胞显示出印迹基因PEG3（601483）和PEG10（609810）的正常印迹，表明MECP2蛋白对于正常印迹的发生并不是必需的。

Restelli 等人使用小鼠敲除模型并转染人类细胞系（2014） 发现 DLX5 和 TP63（603273） 突变时都会导致手/足裂畸形，它们参与肢体发育过程中的调节环路。蛋白酶体介导的 δ-N p63-α 同工型降解是由顺/反异构酶 PIN1（601052） 诱导的。FGF8（600483） 是一种下游 DLX5 效应子，可对抗 δ-N p63-α 降解。雷斯泰利等人（2014） 指出，手/足裂畸形的 Tp63 和 Dlx5/Dlx6 小鼠模型均显示顶端外胚层嵴中 Fgf8 表达减少。

评论

在他们的评论中，弗伦茨等人（2010） 指出，内耳的发育有一个关键时期，依赖于视黄酸及其受体的信号传导（参见 180240）。他们提出了一个模型，视黄酸的过度或不足会破坏 FGF3（164950） 和 FGF10（602115） 的激活，导致下游靶基因 DLX5 和 DLX6 的表达改变以及内耳发育缺陷。

▼ 分子遗传学

常染色体隐性手足畸形 1 伴感音神经性听力损失

Shamseldin 等人发现，来自也门近亲家庭的 2 名姐妹患有分叉手/足畸形和听力损失（SHFM1D；220600）（2012） 鉴定了 DLX5 基因（Q178P; 600028.0001） 中错义突变的纯合性，该突变与疾病分离，并且在 192 个种族匹配的对照或外显子组变异服务器中未发现。

手/足裂畸形 1

Wang 等人在一个分离出常染色体显性分离 SHFM（SHFM1；186300）的中国家庭中（2014） 鉴定了 DLX5 基因中的杂合错义突变（Q186H; 600028.0002）。这种突变在家族中随疾病而分离，但在 200 名种族匹配的对照中并未发现。功能分析表明，与野生型相比，突变体的反式激活活性显着降低。

Sowinska-Seidler 等人在来自 2 个患有孤立 SHFM 的不相关波兰家庭的受影响个体中，已知 SHFM 相关基因突变呈阴性（2014） 鉴定了 DLX5 基因中相同无义突变的杂合性（E39X; 600028.0003）。在两个家族临床上未受影响的成员中也检测到了该突变，但在外显子组变异服务器数据库中的 190 名种族匹配对照或 6,500 名对照中未发现该突变。

▼ 动物模型

德普等人（2002） 通过定向破坏产生了 DLX5 和 DLX6 缺陷的小鼠。DLX5/6双敲除小鼠表现出下颌向上颌的同源转化。通常存在于主颌关节下方的所有骨骼元件均缺失，而突变小鼠拥有完整的第二组上颌元件。在胚胎第 10.5 天，复制的上颌未显示 Dhand（602407）、Dlx3（600525）、Alx4（605420） 或 Pitx1（602149） 的表达。Bmp7（112267） 的下颌中线外部表达也丢失。DLX5/6 双敲除小鼠在出生后第 0 天死亡，并且经常（但不完全）表现出脑外畸形。德普等人（2002） 表明鳃弓中的嵌套 DLX 表达模式了它们的近远轴，

木村等人（2004） 发现小鼠 Dlx5 基因对应到 6 号染色体上与人类染色体 7q21-q31 印记簇同线的区域，该基因没有被印记，而是在脑组织和睾丸中显示出双等位基因的表达模式。

堀理克等人（2005） 使用改良的基于染色质免疫沉淀的克隆策略来寻找小鼠大脑中可能在 Rett 综合征（RTT; 312750） 个体中失调的甲基 CpG 结合蛋白 2（MECP2; 300005） 靶基因。他们将 Dlx5 确定为 Mecp2 的直接靶基因，并发现 DLX5 在患有 RTT 的人类淋巴母细胞中失去了母体特异性印记状态。他们还发现 Mecp2 介导的组蛋白修饰和高阶染色质环结构的形成与 Dlx5-Dlx6 位点的沉默染色质特别相关。

与 Horike 等人的研究结果相反（2005），舒勒等人（2007） 发现突变型 Mecp2 小鼠中 Dlx5 或 Dlx6 的表达没有增加，并对 Horike 等人提出的“染色质环结构”假设提出质疑（2005）。此外，Schule 等人（2007） 没有发现任何证据表明 Dlx5 或 Dlx6 在小鼠或人类细胞中印迹，并表明 Mecp2 在印迹中不发挥作用。

Kraus 和 Lufkin（2006） 回顾了 Dlx 基因家族功能缺失和功能突变的小鼠研究，以及 Dlx 同源基因基因在颅面、四肢和骨骼发育中的作用。

铃木等人（2008） 表明 Dlx5、Dlx6、p63（TP63; 603273） 和 Bmp7（112267）（假定的 p63 靶基因）均在发育中的小鼠尿道板中表达。p63、Bmp7 或 Dlx5 和 Dlx6 的靶向失活导致小鼠尿道形成异常。

顶端外胚层脊（AER）是一种短暂的多层外胚层，充当远端肢体发育和指趾模式所必需的信号中心。洛·亚科诺等人（2008） 指出 AER 的正常分层组织在 p63 突变肢体和小鼠 Dlx5/Dlx6 双敲除肢体中受到损害。他们发现p63在胚胎小鼠AER中与Dlx5和Dlx6共定位，并且p63在体内与Dlx5和Dlx6启动子相关。δ-N p63-α 是在四肢发育中表达的主要 p63 亚型。δ-N p63-α 结合并激活 Dlx5 和 Dlx6 报告基因构建体的转录。其他 δ-N 同种型活性较低，并且含有 N 末端反式激活结构域的同种型对 Dlx5 和 Dlx6 报告基因没有显示活性。

Heude et al.（2010） stated that deletion of endothelin receptor A（EDNRA; 131243） or of both Dlx5 and Dlx6 in mice results in similar craniofacial defects characterized by loss of mandibular structures. By comparing the phenotypes of Ednra -/- and Dlx5 -/- Dlx6 -/- mutant 小鼠 embryos, they determined that Dlx5 and Dlx6 were required for masticatory muscle formation, whereas Ednra was not.

贝尔索特等人（2016） 有条件地删除了小鼠子宫中的 Dlx5 和 Dlx6。子宫成熟过程中 Dlx5 和 Dlx6 的缺失会减少腺生成并导致管腔结构和上皮形态异常。突变小鼠的子宫和卵巢表现正常，突变小鼠有正常的动情周期。然而，由于胚胎着床失败，她们无法生育。Dlx5 和 Dlx6 的缺失导致参与子宫成熟的上皮基因失调。

▼ 等位基因变异体（3 个选定示例）：

.0001 手/足裂畸形 1 伴有感觉神经性听力损失，常染色体隐性遗传（1 个家族）
DLX5、GLN178PRO

Shamseldin 等人发现，来自也门近亲家庭的 2 名姐妹患有分叉手/足畸形和听力损失（SHFM1D；220600）（2012） 鉴定了 DLX5 基因外显子 2 中 533A-C 颠换的纯合性，导致 DNA 结合域同源域内高度保守的残基处发生 gln178-to-pro（Q178P） 取代。该突变随家族中的疾病而分离，并且在 192 个种族匹配的对照或外显子组变异服务器中未发现。

.0002 手/足裂畸形 1
DLX5、GLN186HIS

Wang 等人在一名 31 岁的患有分叉手/足畸形（SHFM1; 183600） 的中国女性中（2014） 鉴定了 DLX5 基因外显子 3 中从头 c.558G-T 颠换的杂合性，导致 DNA 结合结构域中高度保守的残基处发生 gln186-to-his（Q186H） 取代。这种突变在家族中随疾病而分离，但在 200 名种族匹配的对照中并未发现。转染的 HEK293 细胞中的功能分析表明，与野生型 DLX5 相比，Q186H 突变体的反式激活活性显着降低。在野生型 DLX5 的双转染研究中，没有证据表明显性失活效应，Wang 等人（2014） 观察到先前确定的 Q178P 突变（600028.0001） 和 Q186H 对基因功能具有相似的影响。

.0003 手/足裂畸形 1
DLX5、GLU39TER

Sowinska-Seidler 等人在来自 2 个不相关的波兰家庭的 4 名患有分叉手/足畸形的受影响个体中（SHFM1；183600）（2014） 鉴定了 DLX5 基因外显子 1 中 c.115G-T 颠换的杂合性，导致 glu39-to-ter（E39X） 取代。来自第一家庭的先证者遗传了他临床上未受影响的母亲的突变。在第二个家庭中，先证者受影响的儿子和受影响的侄子，以及侄子显然未受影响的父亲（先证者的兄弟）和姐妹中也发现了这种突变；在另外 2 名未受影响的家庭成员中未检测到该突变。由于家庭成员拒绝接受 X 射线评估，因此不能排除临床上未受影响的无义突变携带者中轻微的 SHFM 表现，在外显子组变异服务器数据库的 190 个种族匹配对照或 6,500 个对照中未发现该基因。对 2 个先证者 DLX5 基因的所有 3 个外显子进行的定量 PCR 表明，DLX5 中第二次突变的可能性极小。在 Exome Variant Server 数据库中的 190 个种族匹配的对照或 6,500 个对照中未发现 DLX5 无义突变。