含有信号肽、CUB 结构域和 EGF 样结构域的蛋白质 3; SCUBE3

HGNC 批准的基因符号：SCUBE3

细胞遗传学位置：6p21.31 基因组坐标（GRCh38）：6:35,213,956-35,253,079（来自 NCBI）

▼ 说明

SCUBE 家族的成员（例如 SCUBE3）是分泌性细胞表面糖蛋白，其特征结构包括 N 端信号肽，后跟多个 EGF（131530） 样重复序列和 C 端 CUB 结构域。SCUBE3 在原代成骨细胞和骨中高度表达（Wu 等，2004）。

▼ 克隆与表达

Wu 等人通过在数据库中搜索与 SCUBE1（611746） 和 SCUBE2（611747） 相似的序列，然后对原代人成骨细胞进行 PCR，（2004）克隆了SCUBE3。推导的 993 个氨基酸蛋白具有 N 端信号序列，随后是 9 个假定的钙结合 EGF 样重复序列、间隔区和 C 端 CUB 结构域。间隔区包含 5 个潜在的 N-糖基化位点。SCUBE3 预计会以成熟的 971 个氨基酸蛋白质的形式分泌，计算出的分子量为 107 kD。吴等人（2004） 还鉴定了小鼠 SCUBE3，其与人类 SCUBE3 具有超过 96% 的氨基酸同一性。Northern 印迹分析检测到在原代人成骨细胞中高度表达的 8 kb SCUBE3 转录物。在脐静脉内皮细胞中检测到 4-kb 转录物的较低表达，并且该 4-kb 转录物在成人心脏中也有弱表达。在其他成人组织中未检测到 SCUBE3。SCUBE3 由转染的 HEK293T 细胞分泌。分泌蛋白的表观分子量为 130 kD，抑制 N-糖基化后，表观分子量降至约 110 kD。

吴等人（2011） 注意到 SCUBE3 的间隔区中 CUB 结构域之前存在几个富含半胱氨酸的基序。

Lin 等人通过对新生小鼠进行定量 RT-PCR 分析（2021） 证明 Scube3 在长骨组织中高表达。免疫组织化学染色显示，Scube3 在骨膜和小梁内膜中特异性表达，骨祖细胞和成骨细胞位于此处。在生长板的增殖/肥大前软骨细胞中也观察到高表达水平；作者指出，BMP2（112261） 和 BMP4（112262） 在生长板中也高表达，表明 SCUBE3 在 BMP 介导的软骨生成和/或成骨细胞生成中发挥作用。

▼ 测绘

通过基因组序列分析，Wu 等人（2004） 将 SCUBE3 基因定位到染色体 6p21.3。他们将小鼠 Scube3 基因定位到 17B 号染色体的一个区域，该区域与人类染色体 6p21.3 具有同源性。

▼ 基因功能

Wu 等人使用免疫沉淀和蛋白质印迹分析（2004）发现表位标记的SCUBE3在HEK293T细胞中过表达后可以与SCUBE1形成同源寡聚物和异源寡聚物。SCUBE3 在分泌后似乎也经历了有限的蛋白水解。加工后的蛋白质的表观分子量约为 65 kD。这种形式似乎是由 SCUBE3 间隔区中的弗林蛋白酶（FUR; 136950） 样切割位点处的切割产生的。

通过 EST 数据库分析，Wu 等人（2011） 发现与正常肺相比，SCUBE3 在肺肿瘤中过度表达。RT-PCR 分析和肺肿瘤及邻近正常组织的组织学检查证实了这一观察结果。在肺癌细胞系中，SCUBE3表达程度与细胞系侵袭性呈正相关。SCUBE3 的 C 端 CUB 结构域在体外可通过 MMP2（120360） 和 MMP9（120361） 从全长 SCUBE3 中释放，与 TGF II 型受体（TGFBR2; 190182） 结合，激活 TGF-β-1（ TGFB1; 190180） 样信号传导，诱导 SMAD2（601366）/SMAD3（603109） 磷酸化和转录活性，并引起转染细胞中的上皮间质转化。与 TGF-β-1 和 SCUBE3 CUB 结构域共同处理可增强 SMAD2/SMAD3 报告基因的表达，表明 SCUBE3 和 TGF-β-1 不会竞争受体结合。SCUBE3表达的敲低抑制了培养的肺肿瘤细胞系中癌细胞的迁移和侵袭，并在注射到裸鼠后抑制了肿瘤发生和癌症转移。

为了评估 SCUBE3 是否与 BMP 信号通路的配体和受体相互作用，Lin 等人（2021） 使用转染过表达 SCUBE3 的 HEK293T 细胞裂解物进行共免疫沉淀测定，其中 BMP2、BMP4 和 BMP7（112267） 是参与早期肢体模式和骨骼形成的 3 个主要 BMP 配体。免疫沉淀和随后的免疫印迹记录了 SCUBE3 与 BMP2 和 BMP4 的共沉淀，并且与 BMP7 的免疫共沉淀略有减少。进一步的实验表明，SCUBE3 以配体依赖性方式与 BMPR1A（601299） 和 BMPR1B（603248） 共免疫沉淀，表明 SCUBE3 与 BMPR1A 或 1B 之间存在潜在的 BMP 配体诱导关联。为了研究 SCUBE3 对 BMP2/4 刺激的成骨细胞分化的影响，作者测量了小鼠间充质祖细胞系中诱导的碱性磷酸酶（ALP） 活性和 Smad1（601595）/5（603110）/8（603295） 的磷酸化状态C3H10T1/2。BMP2、BMP4 和 BMP7 诱导的 ALP 活性和 Smad1/5/8 的下游激活同时被 Scube3 敲除显着抑制。此外，C3H10T1/2 细胞中异位 SCUBE3 过表达导致 ALP 活性显着诱导，并增强 BMP2/4 诱导的 Smad1/5/8 磷酸化。作者得出结论，SCUBE3 可能对 BMP2/4 信号传导发挥正向调节作用，通过调节 BMP 刺激的成骨细胞分化来发挥成骨功能。Lin 等人指出，BMP 受体与膜微结构域（脂筏）的关联是 BMP 信号转导的关键事件，并且过表达的 SCUBE3 是一种脂筏相关蛋白（2021） 还检查了小鼠软骨细胞中 BMP 受体的筏募集。BMP 诱导的 BMP 受体筏关联在 Scube3 -/- 软骨细胞中完全消除，表明 SCUBE3 需要 SCUBE3 来实现受体的刺激依赖性重新分布。作者提出，SCUBE3 促进 BMP2 诱导的 BMP 受体与膜微区的关联。

▼ 分子遗传学

Lin 等人在来自 9 个不相关的近亲家庭的受影响个体中，患有身材矮小、面部畸形和骨骼异常，伴或不伴心脏异常（SSFSC2；619184）（2021） 鉴定了 SCUBE3 基因中 8 个不同突变的纯合性，包括错义、无义、移码和剪接变化，以及复杂的基因内排列（参见例如 614708.0001-614708.0005）。

▼ 动物模型

福克斯等人（2016） 培育了 Scube3 基因第 8 号外显子中存在 N294K 错义突变的突变小鼠品系，并观察到体型减小、尾巴较短且卷曲、手指位置异常以及挂在尾巴上时的异常姿势。骨骼的 X 射线分析显示，与野生型小鼠相比，其胸椎和腰椎畸形，股骨较短。不同胚胎和出生后阶段的骨骼染色显示多个高骨化中心，与野生型小鼠相比，骨化中心和椎弓根更加闭合和融合。在胚胎第 17.5 天（软骨内骨化开始后）检测到高骨化，表明骨生长存在缺陷，而不是胚胎模式受到干扰。与野生型小鼠相比，突变小鼠的肾功能和听力缺陷也受到干扰，并且能量代谢发生改变，体重显着降低，绝对脂肪和瘦肉质量也降低。

林等人（2021） 生成了 Scube3 -/- 小鼠，并观察到生长减少，与较小的前肢和后肢相关。此外，Scube3缺失小鼠经常表现出上下门牙错位以及颅面缺陷，包括脸更短更窄、前额更小以及额鼻和下颌区域缩小。一些小鼠还表现出突出的肋骨或驼背脊柱。对 Scube3 -/- 小鼠胚胎和出生后长骨的组织学和免疫组织化学分析表明，Scube3 通过调节软骨形成分化和软骨细胞增殖以及成骨分化，有助于微调 BMP 依赖性软骨内骨形成。

▼ 等位基因变异体（5 个精选示例）：

.0001 身材矮小、面部畸形和骨骼异常（伴或不伴心脏异常）2
SCUBE3、ILE815THR（rs751478115）

Lin 等人在 2 名患有身材矮小、面部畸形和骨骼异常的印度兄弟（家庭 2）以及一名同样患有卵圆孔未闭的也门男孩（家庭 7）中发现了类似问题（SSFSC2；619184）（2021） 鉴定了 SCUBE3 基因外显子 18 中 c.2444T-C 转换（c.2444T-C, NM_152753.4） 的纯合性，导致 ile815 到 thr（I815T） 替换在高度保守的残基处CUB 域的核心。在家庭 2 中，该突变以杂合性形式存在于近亲父母和未受影响的姐妹中；在第 7 个家庭中，亲属的 DNA 无法用于分析。在转染的 HepG2 细胞中过度表达野生型 SCUBE3 导致 BMP2（112261） 信号活性增加 5 倍，而表达 I815T 突变体的细胞显示反式激活活性没有增加。

.0002 身材矮小、面部畸形和骨骼异常，无心脏异常 2
SCUBE3，CYS97TRP

Lin 等人在 2 名患有身材矮小、面部畸形和骨骼异常的意大利姐妹（家庭 1）中（SSFSC2；619184）（2021） 鉴定了 SCUBE3 基因外显子 3 中 c.291C-G 颠换（c.291C-G, NM_152753.4） 的纯合性，导致在高度保守的残基处发生 cys97 至 trp（C97W） 取代第二个EGF样结构域。他们未受影响的近亲父母是该突变的杂合子。转染的 HEK293T 细胞中的免疫共沉淀测定显示，与野生型 SCUBE3 相比，C97W 突变体的同二聚化减少。

.0003 身材矮小、面部畸形和骨骼异常（无心脏异常）2
SCUBE3、ARG573TER（rs1436996181）

Lin 等人在 2 名伊朗姐妹、她们的兄弟和一名患有身材矮小、面部畸形和骨骼异常的表弟（家庭 3）中（SSFSC2；619184）（2021） 鉴定了 SCUBE3 基因外显子 15 中 c.1717C-T 转换（c.1717C-T, NM_152753.4） 的纯合性，导致 arg573 至 ter（R573X） 取代。他们未受影响的近亲父母和 2 名未受影响的同胞为突变杂合子。对转染的 HEK293T 细胞的分析表明，与野生型 SCUBE3 不同，R573X 突变体不在细胞表面表达或在培养基中分泌。转染的 HepG2 细胞中野生型 SCUBE3 的过表达导致 BMP2（112261） 信号传导活性增加 5 倍，而表达 R573X 突变体的细胞与对照相比，反式激活活性没有增加。

.0004 身材矮小、面部畸形和骨骼异常，无心脏异常 2
SCUBE3、IVS17、GA、+1

Lin 等人在一名患有身材矮小、面部畸形和骨骼异常的 11.5 岁斯里兰卡男孩（家庭 4）中（SSFSC2；619184）（2021） 鉴定了 SCUBE3 基因内含子 17 中剪接突变（c.2239+1G-A, NM_152753.4） 的纯合性。他未受影响的近亲父母和未受影响的兄弟是该突变的杂合子。RNA 分析证实了外显子 17 的神秘供体位点的激活和侧翼内含子区域的 4 个核苷酸的保留，导致移码导致过早终止密码子（Val747AspfsTer46）。

.0005 身材矮小、面部畸形和骨骼异常（伴或不伴心脏异常） 2
SCUBE3、EX8DEL

Lin 等人在 2 名患有身材矮小、面部畸形和骨骼异常的沙特阿拉伯姐妹（家庭 6）中，其中 1 名还患有房间隔缺损（SSFSC2；619184）（2021） 鉴定了涉及缺失和反向重复（c.829_952del, NM_152753.4） 的复杂基因内重排的纯合性，导致外显子 8 完全缺失，同时保留了 SCUBE3 mRNA 编码框，从而产生 EGF 样结构域缺少第七个类 EGF 模块（Arg282_Cys322del）。他们未受影响的近亲父母对于重排来说是杂合的。该删除在表 1 中称为 c.829+1_952del。