N-乙酰氨基葡萄糖苷酶，α-; NAGLU

N-乙酰-α-D-氨基葡萄糖苷酶
N-乙酰-α-氨基葡萄糖苷酶

HGNC 批准的基因符号：NAGLU

细胞遗传学位置：17q21.2 基因组坐标（GRCh38）：17:42,536,241-42,544,449（来自 NCBI）

▼ 克隆与表达

赵等人（1995）和赵等人（1996）克隆了对应于α-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶的cDNA，他们将其标记为NAGLU。推导的 743 个氨基酸的蛋白质具有 20 至 23 个残基的前导序列（与信号肽一致）和 6 个潜在的 N-糖基化位点。成熟蛋白含有720个氨基酸，分子量约为80 kD。

韦伯等人（1996）报道了通过酶蛋白纯化、氨基酸序列测定和数据库搜索克隆NAGLU基因。TFASTA 搜索将氨基酸序列与 17-β-羟基类固醇脱氢酶-1 基因（HSD17B1；109684）的 5 引物侧翼区域中的序列进行比对，并且该序列用于筛选 cDNA 文库。Northern 印迹分析显示，单个 2.7 kb mRNA 转录物在肝脏、卵巢和外周血白细胞中具有高表达水平，并且在其他组织中也有可测量的转录物量。将全长 cDNA 序列克隆到表达载体中，转染该载体的培养 CHO 细胞显示酶表达增加了 17 倍。

▼ 基因结构

赵等人（1996）确定 NAGLU 基因包含 6 个外显子，跨度 8.3 kb。

▼ 测绘

赵等人（1996）将 NAGLU 基因定位到染色体 17q21。NAGLU 的 3-prime 末端位于 HSD17B1 基因的上游侧翼区域。

▼ 分子遗传学

万斯等人（1980）证明了不同组的正常对照人群之间存在不同的α-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性水平，表明编码该酶的基因内存在多态性。佩里卡克-万斯等人（1985）证实了Vance等人报道的多态性（1980）对一个大的黑人亲属的研究。他们指出，NAG 酶活性高和低的等位基因可能会混淆杂合子的识别。3 种基因型的 NAG 活性平均值在黑人和白人群体中有所不同。引用的热稳定性数据表明，结构上不同的等位基因形式的酶可能在两个种族群体中发生分离。

粘多糖贮积症，IIIB 型

使用 SSCP 对 Sanfilippo 综合征 B（也称为粘多糖贮积症 IIIB（MPS3B；252920））患者的基因组 DNA 的 PCR 扩增片段进行分析，Zhao 等人（1996）鉴定了NAGLU基因中的几个隐性突变（参见例如609701.0001-609701.0005）。所有错义突变均发生在 CpG 位点，即已知的诱变热点。

赵等人（1998）指出引起MPS IIIB的NAGLU基因中所有已知点突变中的36%（22个等位基因中的8个）涉及精氨酸-674（参见例如609701.0001），这是在关键初始位置具有CpG二核苷酸的密码子。

Schmidtchen 等人在 Sanfilippo 综合征 B 患者的 9 种成纤维细胞系中（1998）在 NAGLU 基因中发现了另外 10 个突变。功能表达研究表明突变酶没有残留活性。当时已确定的 10 个氨基酸取代中有 9 个聚集在酶的氨基或羧基末端附近，表明这些区域在蛋白质的转移或功能中发挥着作用。

比斯利等人（1998）在 14 名 MPS IIIB 患者的 NAGLU 基因中发现了 12 种新突变。邦吉等人（1999）在 22 名 MPS IIIB 患者的 NAGLU 基因中发现了 21 个突变，其中包括 18 个新突变。突变谱包括2个小插入、2个小缺失、3个无义突变和14个不同的错义突变，其中1个影响起始密码子。

Weber 等人在一项针对 40 名 Sanfilippo 综合征 B 患者（其中大多数为澳大利亚和荷兰血统）的研究中（1999）在 NAGLU 基因中鉴定出 31 个突变，其中 25 个是新突变，以及 2 个多态性。观察到的等位基因异质性反映了这些患者报告的广泛的临床表型。大多数变化是错义突变；还鉴定出 4 个无义突变和 9 个由插入或缺失引起的移码突变。在超过 1 名患者中仅发现 5 个突变。R643C（609701.0006）和 R297X（609701.0003）各自约占荷兰患者组中 MPS IIIB 等位基因的 20%，而 R297X、P521L（609701.0007）、R565W（609701.0008）和 R626X（609701.0002））每个的频率约为 6澳大利亚患者的百分比。R643C 似乎是荷兰 MPS IIIB 等位基因，并且明显赋予减毒表型。该基因的一个区域显示出较高浓度的突变，可能反映了该区域包含直接重复的不稳定性。几个精氨酸残基似乎是突变的热点，受到 2 或 3 个单独的碱基对交换的影响（参见 609701.0004 和 609701.0006）。

Tessitore 等人对 20 名 Sanfilippo 综合征 B 患者进行了突变筛查（2000）在 NAGLU 基因中鉴定出 28 个突变，其中 14 个是新突变。在这些突变中，有 4 个为纯合性突变，只有 1 个突变出现在 2 名不同的患者中，显示出该疾病显着的分子异质性。

Yogalingam 和 Hopwood（2001）报道，在 MPS IIIB 患者的 NAGLU 基因中发现了 86 个新突变：58 个错义/无义突变、27 个插入/缺失和 1 个剪接位点突变。所有突变均与严重的临床表型相关。

田中等人（2002）对来自 6 个无关家庭的 7 名患有 B 型 Sanfilippo 综合征的日本患者进行了 NAGLU 基因的分子分析；发现了 6 个致病突变，其中 2 个是新突变。两个家庭来自冲绳，那里发现的 Sanfilippo 综合征患者比日本其他地区更多。F314L（609701.0011）和 R565P（609701.0009）复合杂合的两个同胞显示出减毒形式。两名患有快速进展的严重表型的患者分别为 R482W（609701.0012）和 R565P 纯合子。田中等人（2002）表明 R565P 突变在冲绳很常见。奇宁等人（2005）在来自冲绳的 5 名不相关的日本患者中发现了纯合 R565P 突变，这表明存在创始人效应。

纳吉马巴迪等人（2011）对 136 个近亲家庭（超过 90% 是伊朗人，不到 10% 土耳其或阿拉伯人）进行了纯合性作图，随后进行了外显子富集和下一代测序，孤立了常染色体隐性智力障碍的综合征或非综合征形式。他们确定了一个家庭（8600486），其中 4 个孩子中的 3 个（父母为表兄弟姐妹）患有 MPS IIIB（严重智力障碍、自闭症谱系障碍和粗糙的面部特征），并且 NAGLU 基因存在纯合错义突变（609701.0014）。

腓骨肌萎缩症，轴突，2V 型

在患有常染色体显性轴索夏科-马里-图思病 2V 型（CMT2V；616491）的法裔加拿大大型亲属的受影响成员中，Tetreault 等人（2015）鉴定了 NAGLU 基因中的杂合错义突变（I403T; 609701.0015）。该突变是通过全外显子组测序发现的，与家族中的疾病分离。患者白细胞的 NAGLU 酶活性显着降低（对照组为 36-54%），这与突变的有害影响一致。患者成年后出现进行性小腿疼痛和远端感觉障碍。

▼ 基因型/表型相关性

在韦伯等人的研究中（1999），所有导致过早终止的突变，无论是无义突变还是移码插入和缺失，都会导致严重的表型。类似地，当与 R297X 组合时，掩盖正常终止密码子并可能延长基因产物的缺失赋予了严重的表型。当个体患者的两个等位基因上存在错义突变 V334F 和 P521L 时，也会导致严重的表型。大多数荷兰患者表现出与该疾病减毒形式一致的临床症状。两名患者确诊时分别为63岁和47岁。其中两例显然没有血缘关系的减毒病例被发现为 R643C 纯合子，该等位基因也在一名具有未知第二个等位基因的减毒患者中被发现。

▼ 动物模型

李等人（1999）发现 Naglu 缺陷小鼠在年轻时健康且具有生育能力，可以存活 8 至 12 个月。他们完全缺乏α-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶，并且硫酸乙酰肝素在肝脏和肾脏中大量积聚，以及肝脏和大脑中其他几种溶酶体酶活性的继发性变化以及大脑中神经节苷脂GM2和GM3的升高。许多细胞中都出现空泡，包括巨噬细胞、上皮细胞和神经元，并且随着年龄的增长变得更加明显。尽管大多数液泡含有糖胺聚糖积累特征的细颗粒物质，但在大脑中的一些神经元和周细胞中仍观察到大的多形性内含物。4. 表现出异常的活动减退行为。5 个月大的 Naglu -/- 小鼠进行旷场测试；即使在年幼的小鼠中也没有观察到受影响儿童特有的多动症。在巴甫洛夫恐惧调节测试中，4.5 个月大的突变小鼠对环境表现出正常反应，表明海马依赖性学习完整，但对调节音调的反应减弱，这可能归因于听力障碍。缺陷小鼠的表型被认为与 Sanfilippo 综合征 B 患者的表型非常相似，使这些小鼠成为病理生理学研究和治疗开发的良好模型。但对调节音调的反应减弱，可能是由于听力障碍。缺陷小鼠的表型被认为与 Sanfilippo 综合征 B 患者的表型非常相似，使这些小鼠成为病理生理学研究和治疗开发的良好模型。但对调节音调的反应减弱，可能是由于听力障碍。缺陷小鼠的表型被认为与 Sanfilippo 综合征 B 患者的表型非常相似，使这些小鼠成为病理生理学研究和治疗开发的良好模型。

在小鼠模型中，Ohmi 等人（2003）研究了小胶质细胞参与对 MPS I（见 607014）和 MPS IIIB 发病机制以及潜在治疗的影响。他们的研究表明，这两种疾病都存在脑部疾病的炎症成分，正如许多神经退行性疾病所熟知的那样。

里亚赞采夫等人（2007）对 Li 等人开发的 Naglu 基因缺陷小鼠的大脑病理学进行了详细研究（1999）。与主要积累硫酸乙酰肝素的体细胞相反，神经元积累许多明显不相关的代谢物，包括线粒体 ATP 酶合酶（SCMAS）的 c 亚基。SCMAS从1月龄开始积累，主要集中在内侧内嗅皮层和体感皮层V层。它的积累并不是由于缺乏特定的蛋白酶。6 个月大小鼠脑切片的光学显微镜显示 SCMAS 积聚在与 Lamp1（153330）和 Lamp2（309060）相同的细胞器中。冷冻免疫电子显微镜显示 SCMAS 存在于由单膜（溶酶体）包围的灯阳性囊泡中，呈指纹状分层阵列。在小胶质细胞的溶酶体中也发现了 GM3 神经节苷脂，表明神经元膜具有吞噬作用。用于冷冻电子显微镜并通过标准电子显微镜程序进一步处理的样本显示，SCMAS 指纹阵列消失，并在“斑马体”的同一位置出现，这是粘多糖贮积症患者大脑中众所周知但知之甚少的内含物。

▼ 等位基因变异体（16 个选定示例）：

.0001 粘多糖症，IIIB 型
NAGLU，ARG674HIS

在 2 名患有 Sanfilippo B 综合征或 IIIB 型粘多糖贮积症（MPS3B；252920）的阿拉伯患者中，Zhao 等人（1996）鉴定了 NAGLU 基因中的纯合 2021G-A 转换，导致 arg674 到 his（R674H）取代。

.0002 粘多糖症，IIIB 型
NAGLU，ARG626TER

在来自人类遗传突变细胞存储库的 Sanfilippo 综合征 B（MPS3B; 252920）患者的细胞系（GM156）中，Zhao 等人（1996）鉴定了 NAGLU 基因中的纯合 1876C-T 转变，导致 arg626 到 ter（R626X）的取代。

.0003 粘多糖症，IIIB 型
NAGLU，ARG297TER

在来自人类遗传突变细胞存储库的 Sanfilippo 综合征 B（MPS3B; 252920）患者的细胞系（GM156）中，Zhao 等人（1996）鉴定了 NAGLU 基因中 2 个突变的复合杂合性：889C-T 转变，导致 arg297-to-ter（R297X）取代，以及 G-to-A 转变，导致 arg643-to-his（R643H；609701.0004）替代。

韦伯等人（1999）发现 R297X 突变是荷兰和澳大利亚 MPS IIIB 患者队列中最常见的突变，发生频率为 12.5%。瑜伽林加姆等人（2000）发现，与正常成纤维细胞相比，这种突变与极低水平的 NAGLU 活性和 35-S 标记的 GAG 储存量升高 12 倍相关。

.0004 粘多糖症，IIIB 型
NAGLU，ARG643HIS

讨论 Zhao 等人在 Sanfilippo 综合征 B（MPS3B; 252920）患者的细胞系（GM156）中以复合杂合状态发现的 NAGLU 基因中的 arg643-to-his（R643H）突变（1996），参见 609701.0003。

韦伯等人（1999）报道称，在荷兰患者组中，R643C 突变（609701.0006）约占 MPS3B 等位基因的 20%，表明该精氨酸残基是突变的热点。

.0005 粘多糖症，IIIB 型
NAGLU，10-BP DEL，NT503

在来自 Sanfilippo 综合征 B（MPS3B; 252920）患者的细胞系中，Zhao 等人（1996）发现 NAGLU 基因中从核苷酸 503 开始的 10 bp 缺失具有纯合性；该缺失导致移码并预测 14 个密码子后的终止。该缺失发生在四核苷酸 GGAG 的直接重复处，可能是 DNA 复制过程中滑动错配的结果。

.0006 粘多糖症，IIIB 型
NAGLU，ARG643CYS

韦伯等人（1999）报道称，在荷兰患者组中，NAGLU 基因中的 arg643 至 cys（R643C）错义突变约占 IIIB 型粘多糖贮积症（MPS3B; 252920）等位基因的 20%。精氨酸-643 似乎是突变的热点；参见 R643H（609701.0004）。

.0007 粘多糖病，IIIB 型
NAGLU，PRO521LEU

韦伯等人（1999）发现 NAGLU 基因中的 pro521 到 leu（P521L）错义突变约占澳大利亚 Sanfilippo 综合征 B 患者突变的 6%（MPS3B; 252920）。

.0008 粘多糖症，IIIB 型
NAGLU，ARG565TRP

韦伯等人（1999）发现 arg565-to-trp（R565W）错义突变约占澳大利亚 Sanfilippo 综合征 B（MPS3B; 252920）患者突变等位基因的 6%。

.0009 粘多糖症，IIIB 型
NAGLU，ARG565PRO

韦伯等人（1999）在患有 Sanfilippo 综合征 B（MPS3B; 252920）的患者中观察到复合杂合状态下 NAGLU 基因的 arg565 到 pro（R565P）突变。精氨酸 565 残基似乎是突变的热点；参见 609701.0008。

田中等人。Tanaka 等（2002）在患有严重 Sanfilippo 综合征的患者中鉴定出纯合状态的 R565P 突变（2002）表明 R565P 突变可能在冲绳很常见。

奇宁等人（2005）在 5 名不相关的日本 Sanfilippo 综合征 B 患者中发现了纯合 R565P 突变，这表明存在创始人效应。200 名对照个体中有 1 名是该突变的杂合子。R565P 取代是 NAGLU 基因外显子 6 中 8839G-C 颠换的结果。

.0010 粘多糖症，IIIB 型
NAGLU，PHE48LEU

瑜伽林加姆等人（2000）报道了一名患有减毒型 Sanfilippo 综合征 B（MPS3B; 252920）的患者，该患者是 NAGLU 基因中 2 个突变的复合杂合子：R297X 取代（609701.0003）和 phe48 至 leu（F48L）取代。在 16 小时的追踪实验中，F48L 突变与部分降解的多肽相关，表明这种错义突变影响 NAGLU 的加工和稳定性。它与足以代谢细胞内 35-S 标记 GAG 储存的 34% 的显着残余 NAGLU 活性相关，表明一些 F48L-NAGLU 被正确分选到溶酶体区室。瑜伽林加姆等人（2000）认为残留的 NAGLU 活性可以解释其患者的减弱表型。

.0011 粘多糖病，IIIB 型
NAGLU，PHE314LEU

Tanaka 等人在 2 名患有 Sanfilippo 综合征 B 减毒型（MPS3B；252920）的同胞中（2002）鉴定了 NAGLU 基因中 2 个突变的复合杂合性：phe314 至 leu（F314L）取代和 R565P（609701.0009）取代。

.0012 粘多糖症，IIIB 型
NAGLU，ARG482TRP

Tanaka 等人在一名患有严重 Sanfilippo 综合征 B（MPS3B；252920）的患者中（2002）鉴定了 NAGLU 基因中 arg482-to-trp（R482W）突变的纯合性。

.0013 粘多糖症，IIIB 型
NAGLU，ARG234CYS

Beesley 等人在 IIIB 型粘多糖贮积症（MPS3B; 252920）患者中（1998）在 NAGLU 基因中发现了 C 到 T 的转变，导致 arg234 到 cys（R234C）的取代。

曼加斯等人（2008）在 11 名葡萄牙 MPS3B 患者中，有 5 名发现了 R234C 突变。该突变是该人群中最常见的突变，占突变等位基因的 32%。单倍型分析表明，R234C 突变出现在西班牙和葡萄牙个体共有的创始人单倍型上。曼加斯等人（2008）假设该突变在伊比利亚半岛有一个单一且相对较新的起源。

.0014 粘多糖症，IIIB 型
NAGLU，ARG565GLN

Najmabadi等人在8600486个家庭的3名患有严重智力障碍、自闭症谱系障碍和面部特征粗糙的受影响儿童中，诊断为粘多糖贮积症IIIB型（MPS3B；252920）（2011）在基因组坐标 Chr17:37949244（NCBI36）处的 NAGLU 基因中鉴定出纯合的 G 到 A 转换，导致 arg565 到 gln（R565Q）取代。他们的父母是远房表兄弟姐妹，都是携带者。

.0015 Charcot-MARIE-TOOTH 病，轴突，2V 型（1 系列）
NAGLU，ILE403THR

在患有常染色体显性轴索夏科-马里-图思病 2V 型（CMT2V；616491）的法裔加拿大大型亲属的受影响成员中，Tetreault 等人（2015）在 NAGLU 基因的外显子 6 中发现了一个杂合的 c.1208T-C 转换（c.1208T-C, NM_000263.3），导致在高度保守的残基处发生 ile403 到 thr（I403T）的取代。蒂姆桶域。该突变是通过全外显子组测序发现并经桑格测序证实的，与家族中的疾病分离。在 dbSNP（版本 137）或外显子组变异服务器数据库或 50 多个法裔加拿大对照中未发现该基因。患者白细胞的 NAGLU 酶活性显着降低（对照组为 36-54%），这与突变的有害影响一致。

.0016 意义未知的变体
NaGLU，GLU123TER

该变异被归类为意义不明的变异，因为其对腓骨肌萎缩症的贡献尚未得到证实。

Tetreault 等人在患有常染色体显性轴突夏科-玛丽-图思病的北美家族的 3 名成员中（参见 CMT2V，616491）（2015）发现了 NAGLU 基因中的杂合突变，导致 glu123-to-ter（E123X）取代。预计该取代会在催化结构域之前截断蛋白质，从而消除残留酶活性的可能性，但尚未进行功能研究。此外，至少1名受影响的家庭成员在CMT相关的GDAP1基因（606598）中还携带杂合错义突变（V243M），其意义不确定；未进行 GDAP1 变体的功能研究。这些患者在青少年时期出现轻度肌肉无力和疼痛，随后在成年中期出现远端感觉障碍。