短笛突触前细胞基质蛋白; PCLO

PICCOLO，鼠，同源物

HGNC 批准的基因符号：PCLO

细胞遗传学位置：7q21.11 基因组坐标（GRCh38）：7:82,754,012-83,162,884（来自 NCBI）

▼ 说明

突触小泡在化学突触处的质膜活性区对接并融合。突触前细胞骨架基质（PCM）与活性区相关并位于突触小泡之间，被认为参与维持神经递质释放位点与突触后接收装置的对准。突触小泡的循环是一个涉及多种蛋白质的多步骤过程（参见 603215）。编排这些事件的 PCM 组件包括巴松管（BSN; 604020）、RIM（RBBP8; 604124）、双簧管（RIMS2; 606630）和短笛（PCLO）（Fenster 等人的总结，2000）。

▼ 克隆与表达

Nagase 等人通过筛选人脑 cDNA 中编码大于 50 kD 的蛋白质（1998）鉴定了编码 PCLO 的部分 cDNA，他们将其称为 KIAA0559。RT-PCR 分析检测到 PCLO 在肾脏中表达，而在所有其他测试组织中很少或没有表达。

Fenster 等人通过使用鼠 Pclo cDNA 探针搜索 EST 和基因组数据库（2000）鉴定了基因组序列和编码人类 PCLO 的大脑特异性 EST（KIAA0559）。人类序列的 5-prime 末端尚未确定，但作者能够推断出几乎整个人类 PCLO 蛋白。序列分析表明，推导的4,880个氨基酸的大鼠Pclo蛋白与人PCLO蛋白有86%的一致性。此外，PCLO 与 BSN 具有显着的氨基酸序列同源性。BSN 和 PCLO 共享 10 个同源区域，即 PBH 区域。PBH1 和 PBH2 包含 2 个双锌指基序。PBH4、PBH6 和 PBH8 可能形成卷曲螺旋结构。在 C 端，与 BSN 不同，但与 RIM 和 Oboe 一样，PCLO 包含一个 PDZ 域和一个 C2 域。PCLO C2 结构域包含钙结合所需的所有 asp 残基。芬斯特等人（2000）指出 PCLO 还包含多个富含脯氨酸的片段。对培养的海马神经元的共聚焦显微镜分析显示，BSN 和 PCLO 在相同的 GABA 能和谷氨酸能突触处共定位，突触结合蛋白（参见 SYT1；185605）和 PCLO 沿着树突轮廓共定位，PCLO 锌指和 PRA1（604925）在神经末梢共定位。

Fujimoto 等人使用 cAMP-GEFII（606058）作为酵母 2-杂交筛选中的诱饵（2002）从胰岛素分泌细胞系 cDNA 文库中克隆了小鼠短笛。小鼠组织的 Northern 印迹分析显示，在大脑和小脑中水平较高，在垂体、胰岛和嗜铬细胞瘤衍生的小鼠细胞系中水平中等。小鼠大脑原位杂交显示短笛 mRNA 在大脑皮层、海马体、嗅球、小脑皮层和垂体中表达。piccolo mRNA 在组织、细胞系和小鼠大脑中的分布与 cAMP-GEFII 和 Rim2（606630） mRNA 的分布很大程度上重叠。

艾哈迈德等人（2015）发现 PCLO 基因在发育中的人类皮层中表达，这与突触功能中的作用一致。

▼ 基因结构

通过比较人类 PCLO 基因组序列与大鼠 Pclo cDNA，Fenster 等人（2000）确定人类 PCLO 基因至少包含 19 个外显子，跨度超过 350 kb。

▼ 测绘

Nagase 等人使用辐射杂交分析。Fenster 等（1998）将 PCLO 基因定位到 7 号染色体（2000）指出 PCLO 基因定位于染色体 7q11.23-q21.1。

Gross（2015）根据 PCLO 序列（GenBank BC001304）与基因组序列（GRCh38）的比对，将 PCLO 基因定位到染色体 7q21.11。

▼ 基因功能

藤本等人（2002）对小鼠短笛进行了表征，并确定它与 cAMP-GefII 和 Rim2 相互作用。在Ca（2+）存在下，短笛的C2A结构域可以同源二聚化，它可以与Rim2的C2A结构域相互作用，或者可以结合cAMP GefII-Rim2复合物。它不直接结合cAMP-GefII。用反义短笛寡核苷酸处理胰岛可抑制 cAMP 类似物和高葡萄糖刺激诱导的胰岛素分泌。藤本等人（2002）得出结论，piccolo 在胰腺 β 细胞的胞吐作用中充当 Ca（2+）传感器，并且需要形成 cAMP-GEFII-RIM2 piccolo 复合物。

Takao-Rikitsu 等人（2004）发现 Cast（ERC2; 617250）、Rim1（RIMS; 606629）、Munc13-1（UNC13A; 609894）、Bassoon 和 Piccolo 在大鼠大脑的活性区（CAZ）蛋白复合物处形成细胞基质。Rim1和Bassoon分别直接结合Cast的C端和中心区域，形成三元复合物。短笛在结构上与巴松管相关，也与 Cast 的巴松管绑定区域绑定。显微注射 Cast 的 Rim1 或巴松管结合区域会损害培养的颈上神经节神经元的突触传递。Rim1 或 Bassoon 的 Cast 结合域也会损害培养神经元中的突触传递。Takao-Rikitsu 等人（2004）得出结论，CAST 是 CAZ 结构的关键组成部分，并通过结合其他 CAZ 蛋白参与神经递质释放。

▼ 分子遗传学

Rajab 等人最初报道了 4 名来自阿曼近亲血缘关系的患者患有 3 型脑桥小脑发育不全（PCH3; 608027）（2003），艾哈迈德等人（2015）鉴定出 PCLO 基因中的纯合截短突变（R3542X; 604918.0001）。该突变是通过连锁分析和全外显子组测序相结合发现的，与该家族中的疾病分离。尚未对该变体进行功能研究，但 Ahmed 等人（2015）提出PCLO的丢失可能会导致突触功能障碍和细胞凋亡，从而导致神经元丢失。对来自患有各种神经发育障碍的个体的 500 多个外显子组中的 PCLO 基因进行直接测序，没有发现任何其他致病突变。

▼ 等位基因变异体（1 个选定示例）：

.0001 脑桥小脑发育不全，3 型（1 个家族）
PCLO，ARG3542TER

Rajab 等人最初报道了 4 名来自阿曼近亲血缘关系的患者患有 3 型脑桥小脑发育不全（PCH3; 608027）（2003），艾哈迈德等人（2015）在 PCLO 基因的外显子 6 中鉴定出纯合 c.10624C-T 转换（c.10624C-T，NM_033026.5），导致 arg3542 到 ter（R3542X）取代影响两种同工型，并预计会消除PDZ 和 C2 域。该突变是通过连锁分析和全外显子组测序相结合发现的，并通过桑格测序证实，与家族中的疾病分离。在 1000 个基因组计划、外显子组变异服务器或外显子组聚合联盟数据库或 122 个阿曼对照染色体中均未发现该基因。没有对该变体进行功能研究。