软骨相关蛋白； CRTAP

• CASP
• LEPRECAN-LIKE 3; LEPREL3

HGNC 批准的基因符号：CRTAP

细胞遗传学位置：3p22.3 基因组坐标（GRCh38）：3:33,114,014-33,147,773（来自 NCBI）

▼ 克隆和表达

Castagnola 等人（1997） 从消减文库中分离出小鼠 Crtap cDNA，该文库特异于与增殖和早期分化软骨细胞相比，在肥大软骨细胞中高表达的 mRNA。Tonachini 等人使用小鼠 Crtap 克隆筛选人胎脑 cDNA 文库（1999） 鉴定了人类 CRTAP cDNA 克隆。人 CRTAP 编码推导的 401 个氨基酸的蛋白质，以及 26 个氨基酸的推定信号肽。CRTAP 包含 2 个潜在的 N-糖基化信号。CRTAP 与小鼠 Crtap 具有 89% 的氨基酸序列同一性，与小鸡同源物具有 51% 的同一性。小鼠和人类基因含有约 120 个氨基酸的 C 端区域，而鸡蛋白中不存在该区域。

Tonachini 等人使用人体组织的 Northern 印迹分析（1999） 在脑、心脏、肾、肺、小肠和骨骼肌中检测到 2-kb 和 4-kb CRTAP 转录本。在除大脑之外的所有组织中，2-kb 转录物更加丰富。作者利用免疫组织化学检测了关节软骨细胞中的 CRTAP 表达。在小鼠中，莫雷洛等人（1999） 在一系列组织中检测到 3 个 Crtap 转录本，包括所有小鼠胚胎软骨。在小鸡中，卡斯塔尼奥拉等人（1997） 在多种胚胎组织中检测到单个 Crtap 转录本，在发育中的软骨中表达最强。他们检测到脊索周围正在形成的软骨、发育中的巩膜、蝶骨和下颌软骨、长骨软骨、

▼使用RNA原位杂交的 基因功能，Morello等人（2006） 表明 Crtap 在小鼠生长板增殖软骨细胞和软骨骨连接处的细胞中高表达。在胚胎第 15.5 天，它在骨干的推定骨领中强烈表达，血管和成骨细胞的侵袭在此开始。它在肥大软骨细胞中表达较低，RT-PCR 分析证实在破骨细胞和成骨细胞中都有表达。尽管在细胞外基质中检测到了一些信号，但大多数 Crtap 蛋白位于细胞内。莫雷洛等人（2006） 还确定 CRTAP 与脯氨酰 3-羟化酶-1（610339） 和亲环蛋白-B（123841） 形成复合物。

▼

FISH、Tonachini 等人绘制的地图（1999） 将人类 CRTAP 基因定位到染色体 3p22。通过同样的方法，Morello 等人（1999） 将小鼠同源物对应到染色体 9F3-F4 上显示同线性同源性的区域。

▼ 分子遗传学

在形成原纤维的 I 型（参见 120150）和 II 型（参见 120140）胶原蛋白中，脯氨酰 3-羟基化（P3H1/LEPRE1；610339）独特地发生在 α-1 链三螺旋结构域的脯氨酸 986 处。由于Crtap缺失小鼠表现出骨软骨发育不良并伴有严重的骨质减少，并且缺乏纤维状I型和II型胶原蛋白的脯氨酰3-羟基化，Morello等人（2006） 研究了人类常染色体隐性成骨不全症（OI） 病例中的 CRTAP 基因。他们在 VII 型成骨不全症患者中发现了突变（610682）。

巴恩斯等人（2006） 筛选了 10 名患有致命或严重成骨不全症的儿童的皮肤样本，这些儿童的 I 型胶原蛋白具有正常的初级结构，并在其中 3 名婴儿中发现了 CRTAP 突变，这些婴儿的 CRTAP 表达水平降低。巴恩斯等人（2006） 指出，一些患有常染色体隐性致死性 OI 的患者携带部分功能性的 CRTAP 突变，而其他人则具有无效的 CRTAP 突变、I 型胶原蛋白的过度修饰以及在生命第一年致命的病症。

张等人（2010） 研究了 VII 型和 VIII 型成骨不全症（610915） 患者的成纤维细胞中复杂成分的相互作用。在蛋白质印迹和免疫荧光显微镜下，在任一基因中含有无效突变的细胞中，CRTAP 和 P3H1 均不存在或减少。然而，CRTAP 或 LEPRE1 缺失细胞中 P3H1 或 CRTAP 转录物的水平分别正常。将 CRTAP 或 P3H1 表达构建体稳定转染至转染 cDNA 无效突变的细胞中，可恢复 CRTAP 和 P3H1 蛋白水平。转染的 CRTAP 无效细胞中胶原蛋白螺旋修饰的正常化表明，恢复的蛋白质作为复合物有效发挥作用。张等人（2010） 得出结论，CRTAP 和 P3H1 在胶原脯氨酰 3-羟基化复合物中相互稳定，

瓦利等人（2012） 报道了一名 7 岁埃及男孩患有由 CRTAP 基因纯合无效突变引起的 VII 型非致命性 OI（605497.0007）。该突变导致 CRTAP 转录水平降低至正常水平的约 10%，并且成纤维细胞中无法检测到 CRTAP 蛋白。患者 I 型胶原的异常翻译后修饰是 VII 型 OI 的典型特征，α-1（I）pro986 3-羟基化降低至正常值的 5%，40% 的羟赖氨酸水平表明完全螺旋过度修饰。通过长期培养物的免疫荧光，Valli 等人（2012） 还发现沉积在细胞外基质中的胶原蛋白严重缺乏（对照的 10-15%），并伴有最小纤维网络的解体。定量脉冲追踪实验证实了基质沉积的缺陷，而不是增加矩阵周转率。瓦利等人（2012） 得出结论，细胞外基质的缺陷以及细胞内胶原修饰的缺陷导致了 VII 型 OI 的病理学。

Balasubramanian 等人的 12 岁女孩患有成骨不全症样表型，她的表亲父母是亚裔巴基斯坦人（2015） 鉴定了 CRTAP 基因中截短突变（E40X; 605497.0009） 的纯合性。父母的突变是杂合的。作者将该疾病归类为科尔-卡彭特综合征的一种形式（参见 112240）。

▼ 动物模型

Morello 等人（2006） 发现小鼠体内 Crtap 缺失会导致骨软骨发育不良，其特征是严重骨质疏松和类骨质生成减少。CRTAP 可以与 P3H1（610339） 和亲环蛋白 B（CYPB;123841） 形成复合物，并且 Crtap -/- 骨和软骨胶原显示脯氨酰 3-羟基化降低。此外，突变型胶原显示出过度修饰的证据，突变型皮肤中的胶原原纤维直径增加，这与原纤维发生的改变一致。

▼ 等位基因变体（9 个选定示例）：

.0001 成骨不全，VII 型
CRTAP，IVS1，-1021C-G
来自 Ward 描述的患有 VII 型成骨不全症（OI7; 610682） 的魁北克大血亲家族受影响成员的基因组 DNA等人（2002），莫雷洛等人（2006） 鉴定了 CRTAP 基因内含子 1 中单核苷酸变化（-1021C-G） 的纯合性，这与隐秘剪接供体位点的激活和包含 73 bp 隐秘外显子（位置 -1094 至 -1021）一致将外显子 2） 的 5-引物插入 CRTAP cDNA。这个较长的转录本包含移码，预计会被无义介导的衰变机制降解。

.0002 成骨不全，VII 型
CRTAP，1-BP DEL，879T
Morello 等人在一个近亲家庭中，有 4 次妊娠患有严重的 VII 型成骨不全症（OI7; 610682）（2006） 在受影响个体的 CRTAP 基因的外显子 4（879delT） 中发现纯合单碱基对缺失。这种缺失导致移码，下游 15 个氨基酸处有提前终止密码子，预计会因无义介导的衰变而导致无效等位基因。父母没有症状，但是基因缺失的携带者。对先证者培养的成纤维细胞中的胶原蛋白进行生化和 MS/MS 分析，证实了胶原蛋白过度修饰，并表明目标脯氨酸羟基化不足。无法在 1 名受影响个体的成纤维细胞中鉴定出 CRTAP 蛋白。

.0003 成骨不全，VII 型
CRTAP，IVS1，GC，+1
在一名患有致命性 VII 型成骨不全症（OI7；610682）的巴基斯坦婴儿中，Barnes 等人（2006）描述了CRTAP基因外显子1剪接供体位点的纯合突变：IVS1+1G-C。父母都是远房表兄弟姐妹，他们的突变都是杂合的。男孩在妊娠 35 周时通过阴道引产出生。产前超声检查显示手臂和腿部有严重的小肢畸形。眼睛出现突眼和白色巩膜。放射线检查显示有 20 多处长骨和肋骨骨折。孩子10个月大时就去世了。

.0004 成骨不全症，VII 型
CRTAP，GLN276TER
非近亲结婚的黑人父母的婴儿女儿患有 VII 型成骨不全症（OI7; 610682），Barnes 等人（2006） 在 CRTAP 基因中发现了一个点突变，导致外显子 4 中发生 gln276-to-stop（Q276X） 替换。眼睛出现突眼，巩膜呈白色。四肢变形，X光检查显示多处骨头骨折。第18天的心导管检查显示右肺动脉缺失，有来自近端降主动脉的侧支血管供应右肺三叶、肺静脉发育不良和全身性肺动脉高压。该女孩于第 80 天因呼吸功能不全而死亡。

Shaheen 等人在患有 OI7 的沙特家庭中受影响的成员中（2012） 鉴定出 CRTAP 基因中的纯合 826C-T 转变，导致 Q276X 突变。先证者表现出严重的产前骨折并在新生儿期死亡。

.0005 成骨不全，VII 型
CRTAP，MET1ILE
为德国血统近亲父母的女儿，Barnes 等人（2006） 发现隐性致死性 VII 型成骨不全症（OI7; 610682） 是由 CRTAP 基因的复合杂合突变引起的。她从她父亲那里继承了 CRTAP 起始密码子的点突变（AUG 到 AUA），导致 met1 到 ile 替换（M1I），预计会消除 CRTAP 翻译的起始。她从母亲那里遗传了外显子 1 中的 16 个核苷酸重复（605947.0006），这导致了阅读框的移动并导致外显子 2 中出现提前终止密码子。

.0006 成骨不全，VII 型
CRTAP，16-BP DUP
用于讨论 Barnes 等人在患有致命性成骨不全症 VII 型（OI7; 610682） 的患者中以复合杂合状态发现的 CRTAP 基因中的 16-bp 重复（2006），参见 605497.0005。

.0007 成骨不全症，VII 型
CRTAP，16-BP DEL/5-BP INS，NT118
在一名患有非致命性 VII 型成骨不全症（OI7; 610682） 的 7 岁埃及男孩中，Valli 等人（2012） 在 CRTAP 基因的外显子 1（118_133del16insTACCC） 中发现了纯合无效突变。该突变改变了 CRTAP 阅读框，导致提前终止密码子（位于外显子 2 突变下游的 117 个密码子）。该突变的父母是杂合子。

.0008 成骨不全，VII 型
CRTAP，TYR187TER
在患有 VII 型成骨不全症的沙特家庭受影响成员中（OI7；610682），Shaheen 等人（2012） 鉴定了 CRTAP 基因中 561T-G 颠换的纯合性，导致 tyr187-to-ter（Y187X） 取代。先证者患有严重的新生儿骨折、巩膜蓝色和牙本质发育不全，但没有听力或其他器官受累。

.0009 成骨不全，VII 型
CRTAP，GLU40TER
一名 12 岁女孩，患有成骨不全样表型（OI7；610682），她的表亲父母是亚裔巴基斯坦人，Balasubramanian 等人所生（2015） 鉴定了 CRTAP 基因外显子 1 中 c.118G-T 颠换（c.118G-T, NM_006371.4） 的纯合性，导致 glu40-to-ter（E40X） 取代。父母的突变是杂合的。作者将该疾病归类为科尔-卡彭特综合征的一种形式（参见 112240）。