MAP 激酶激活死亡域; MADD

在正常细胞和肿瘤细胞中差异表达；DENN
胰岛素瘤-胰高血糖素瘤蛋白 20；IG20
RAB3 GDP/GTP 交换蛋白；RAB3GEP
KIAA0358

HGNC 批准的基因符号：MADD

细胞遗传学位置：11p11.2 基因组坐标（GRCh38）：11:47,269,188-47,330,031（来自 NCBI）

▼ 说明

MADD基因编码属于DENN蛋白家族的MAPK激活蛋白，其调节Rab家族的小GTP酶。MADD 充当 Rab3 的鸟嘌呤核苷酸交换因子（GEF）（参见 602536），其本身存在于突触小泡上并调节神经递质释放。MADD 还与 TNFR1（191190）相互作用，后者在应激条件下刺激细胞内信号通路和转录因子的激活。MADD 基因经历广泛的剪接并产生至少 7 种具有可变组织表达的不同亚型（Schneeberger 等人的总结，2020）。

▼ 克隆与表达

Chow 和 Lee（1996）报道了 DENN 的 cDNA 序列，这是一种在正常细胞和肿瘤细胞中差异表达的新型人类基因（因此符号为 DENN）。Northern 印迹分析显示，与正常人体组织相比，恶性细胞系中 6.5 kb DENN 转录本的表达水平存在差异，其中胎儿大脑和肾脏以及成人睾丸、卵巢、大脑和心脏中的表达最高。在胎儿肝脏和几种人类癌细胞系中，作者鉴定了代表 DENN 替代转录物的 cDNA，其中缺失了编码 43 个氨基酸的 129 bp。富含丝氨酸和亮氨酸的 DENN 基因产物中存在精氨酰-甘氨酰-天冬氨酸（RGD）细胞粘附基序和亮氨酸拉链样基序。

Schievella 等人使用酵母相互作用捕获系统来识别与 1 型肿瘤坏死因子受体（TNFR1；191190）死亡结构域相互作用的蛋白质（1997）分离出编码“MAP 激酶激活死亡结构域”（MADD）蛋白的 cDNA。来自各种人类细胞系的免疫沉淀蛋白的免疫印迹检测到大约 200-kD MADD 蛋白。推导的 1,588 个氨基酸的 MADD 蛋白包含 C 端死亡结构域。

Nagase 等人通过对从大小分级的脑 cDNA 文库中获得的克隆进行测序（1997）克隆了KIAA0358。推导的蛋白质含有 1,581 个氨基酸，与 DENN 几乎相同。

周等人（1998）指出 DENN 和 MADD cDNA 和蛋白质实际上是相同的。通过基因组研究，他们追踪了 129 bp 片段与涉及外显子 7 的替代 5-prime 供体位点的选择性剪接。推导出的较长 DENN 同工型具有 1,587 个氨基酸。对人 MOLT-4 T 淋巴细胞白血病细胞蛋白进行蛋白质印迹分析，检测到由 138 kD 和 142 kD 多肽组成的双联体。作者发现 DENN 蛋白主要集中在 MOLT-4 细胞的胞浆区室中，但仅限于 PLC/PRF/5 肝癌细胞的核区室中。

埃菲莫娃等人（2004）鉴定了 MADD 的 7 个假定剪接变体：IG20 全长（IG20FL）、IG20、KIAA0358、MADD（也称为 DENN）、IG20 短变体 2（IG20SV2）、DENNSV（也称为 IG20SV3）、和IG20SV4。这些变体源自外显子 13L、16、21、26 和 34 的选择性剪接。IG20FL 是最长的变体，由 MADD 基因的所有 36 个外显子编码。RT-PCR 在所有检查的人体组织中检测到 IG20、MADD、IG20SV 和 DENNSV 的可变表达。没有观察到 KIAA0358、IG20FL 和 IG20SV4 的表达。

▼ 基因功能

席维拉等人（1997）发现 MADD 蛋白通过死亡结构域-死亡结构域相互作用与 TNFR1 相关。MADD 的过表达会激活丝裂原激活蛋白（MAP）激酶 ERK2（176948），MADD 死亡结构域的表达会刺激 ERK2 和 JNK1（601158） MAP 激酶并诱导胞质磷脂酶 A2（600522）的磷酸化。作者认为 MADD 将 TNFR1 与 MAP 激酶激活和花生四烯酸释放联系起来。

阿尔-祖比等人（2001）表明永久转染 IG20 或 DENNSV 的 HeLa 细胞分别对 TNF-α（TNFA; 191160）诱导的细胞凋亡更敏感或具有抵抗力。所有测试的 MADD 变体都可以与 TNFR1 相互作用并激活 ERK 和 NF-kappa-B（参见 164011）。然而，相对于对照细胞，只有那些表达 IG20 的细胞表现出 TNF-α 诱导的半胱天冬酶-8（CASP8；601763）和 CASP3（600636）激活增强。牛痘病毒 CrmA 是一种半胱天冬酶诱导的细胞凋亡抑制剂，当转染到表达 IG20 的 HeLa 细胞中时，可以抑制细胞凋亡。

Mulherkar 等人使用特定的小发夹 RNA 来靶向 MADD 基因的剪接变体（2006）发现 MADD 变体的敲低会导致 HeLa 细胞和人卵巢癌细胞系自发凋亡，并且他们证明单独的 MADD 变体对于癌细胞的生存是必要且充分的。穆赫卡等人（2006）假设由于 MADD 变体可以与死亡受体结合，因此它可以通过干扰死亡受体寡聚化来阻止细胞凋亡信号传导。

埃菲莫娃等人（2004）发现 DENNSV 的过度表达增强了细胞复制和对促凋亡刺激治疗的抵抗力。相反，IG20 表达抑制细胞复制并增加对促凋亡刺激的敏感性。此外，对 TNF-α 诱导的细胞凋亡具有抗性或敏感的细胞分别专门表达内源性 DENNSV 和 IG20。在表达 DENNSV 的细胞系中转染 IG20 会破坏内源性 DENNSV 功能并增加对细胞凋亡刺激的敏感性。显性失活 I-kappa-B（参见 NFKBIA；164008）可逆转 DENNSV 的作用，但不能逆转 IG20，表明 DENNSV 通过 NF-kappa-B 激活发挥作用。

Figueiredo 等人使用小鼠黑素细胞的敲低分析（2008）将 Rab3gep 鉴定为对 Rab27a 激活具有特异性的非冗余 GEF（603868）。Rab3gep 的敲低通过降低活化 Rab27a 的水平导致黑素体聚集，因为在 Rab3gep 耗尽的细胞中，Rab27a 主要以其 GDP 结合的非活性形式存在。纯化重组蛋白的体外分析证实 Rab3gep 是 Rab27a 特异性的 GEF。

▼ 基因结构

周等人（1998）确定 MADD 基因跨度至少为 28 kb，包含 15 个外显子，大小范围为 73 至 1,230 bp。

埃菲莫娃等人（2004）确定MADD基因含有36个外显子。

▼ 测绘

通过辐射杂交分析，Nagase 等人（1997）将 MADD 基因定位到 11 号染色体。Chow 等人使用 FISH 技术（1998）将 MADD 基因定位到染色体 11p11.2。

▼ 分子遗传学

伴有面部畸形、言语障碍和肌张力减退的神经发育障碍

在一名 6 岁女孩（17DG0770）中，她患有神经发育障碍，伴有面容畸形、言语障碍和肌张力减退（NEDDISH; 619005），Anazi 等人（2017）鉴定了 MADD 基因中的复合杂合突变（R198H, 603584.0001 和 R327X, 603584.0002）。这些突变是通过对 68 个智力障碍家庭进行外显子组测序发现的，并通过桑格测序得到证实。没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究，但预计无义突变会破坏 DENN 结构域，包括 GTP 酶结合位点。

2 名成年姐妹，由无关的伊朗父母（家庭 M135）所生，与 NEDDISH、Hu 等人一起（2019）鉴定了 MADD 基因中的复合杂合突变（603584.0003 和 603584.0004）。这些突变是通过外显子组测序发现的，并通过桑格测序证实。该家庭是 404 个近亲家庭的一部分，其中大多数是伊朗人，其中有 2 个或更多后代智力发育受损。没有进行变异的功能研究和患者细胞的研究。

Schneeberger 等人对来自 6 个家庭（家庭 12-17）的 9 名 NEDDISH 患者（患者 15-23）进行了研究（2020）鉴定了MADD基因中的纯合或复合杂合突变（参见例如603584.0004和603584.0009）。这些家庭具有不同的种族血统，包括波斯人和高加索人，患者是通过国际合作确定的。这些突变是通过外显子组测序发现的，并通过桑格测序证实。大多数在 gnomAD 数据库中不存在，但有 1 个出现频率较低。鉴定出错义、无义和移码突变。来自 1 名患者（患者 18）的成纤维细胞的体外功能表达研究显示，与对照相比，多个 MADD 功能受到破坏（参见 603584.0009），这与功能丧失或亚效效应一致。

内分泌、外分泌、自主神经和血液异常导致的发育迟缓

Schneeberger 等人对来自 11 个家庭（家庭 1 至 11）的 14 名患有内分泌、外分泌、自主神经和血液学异常（DEEAH 综合征；619004）发育迟缓的患者进行了研究（2020）鉴定了MADD基因中的纯合或复合杂合突变（参见例如603584.0005-603584.0008）。这些家庭具有不同的种族血统，包括阿拉伯人、巴基斯坦人、南美人和白种人，患者是通过国际合作确定的。这些突变是通过外显子组测序发现的，并通过桑格测序证实。大多数都没有出现在 gnomAD 数据库中，但也有少数出现的频率较低。大多数患者至少在 1 个等位基因上携带无义突变、移码突变或剪接位点突变，但 2 名患者存在纯合错义突变。一些突变的体外功能表达研究表明，与对照相比，TNFA（191160）诱导的 MAPK 信号通路激活受损。患者细胞对 TNFA 依赖性细胞凋亡以及其他细胞应激源的敏感性增强，从而导致内在细胞凋亡途径的激活。最后，与对照组相比，患者细胞的表皮生长因子（EGF；131530）的内化减少，这表明小 GTP 酶蛋白的激活存在缺陷，并且囊泡转移（例如胞吐作用）受到破坏。总体而言，这些数据与突变对 MADD 功能的功能丧失或亚形效应一致。施内伯格等人（2020）指出，虽然不存在明显的基因型/表型相关性，但各种 MADD 功能的突变特异性破坏可能是在患者中观察到的临床变异的基础。

施内伯格等人（2020）指出 Anazi 等人（2017）在 14 个月大的女孩（17DG0771）的 MADD 基因中发现了纯合错义突变（不同报道为 V977G、L977R 和 L1040R），该女孩由近亲父母出生，患有类似的疾病，导致过早死亡。阿纳齐等人（2017）没有对该变体进行功能研究。

▼ 等位基因变异体（9 个精选示例）：

.0001 神经发育障碍，伴有面容畸形、言语障碍和肌张力减退
MADD，ARG198HIS

在一名 6 岁女孩（17DG0770）中，她患有神经发育障碍，伴有面容畸形、言语障碍和肌张力减退（NEDDISH; 619005），Anazi 等人（2017）鉴定了 MADD 基因中的复合杂合突变：c.593G-A 转换（c.593G-A, NM_001135943.1）导致 arg198 到 his（R198H）取代，以及 c.979C-T转变，导致 arg327-to-ter（R327X; 603584.0002）取代。这些突变是通过对 68 个智力障碍家庭进行外显子组测序发现的，并通过桑格测序得到证实。两种突变均发生在 DENN 结构域中。没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究，但预计无义突变会破坏 DENN 结构域，包括 GTP 酶结合位点。

.0002 神经发育障碍，伴有面容畸形、言语障碍和肌张力减退
MADD，ARG327TER

讨论 MADD 基因中的 c.979C-T 转变（c.979C-T，NM_001135943.1），导致 arg327-to-ter（R327X）取代，该取代在患有以下疾病的患者中以复合杂合状态发现： Anazi 等人提出的神经发育障碍，伴有面容畸形、言语障碍和肌张力减退（NEDDISH; 619005）（2017），参见 603584.0001。

.0003 神经发育障碍，伴有面容畸形、言语障碍和肌张力减退
MADD，1-BP DEL，NT3559

Hu 等人在 2 名成年姐妹中，出生于无关的伊朗父母（家庭 M135），患有神经发育障碍，伴有面容畸形、言语障碍和肌张力减退（NEDDISH；619005）（2019）鉴定了 MADD 基因中的复合杂合突变：1-bp 缺失（c.3559del，NM_003682），导致移码和提前终止（Met1187Ter）和 c.1061C-T 转变，导致 pro354 到-leu（P354L; 603584.0004）取代。这些突变是通过外显子组测序发现的，并通过桑格测序证实。该家庭是 404 个近亲家庭的一部分，其中大多数是伊朗人，其中有 2 个或更多后代智力发育受损。没有进行变异的功能研究和患者细胞的研究。

.0004 神经发育障碍，伴有面容畸形、言语障碍和肌张力减退
MADD，PRO354LEU

讨论 MADD 基因中的 c.1061C-T 转变（c.1061C-T，NM_003682），导致 pro354 到 leu（P354L）取代，该取代在 2 名患有神经发育障碍的同胞中以复合杂合状态发现Hu 等人的面部畸形、言语障碍和肌张力减退（NEDDISH; 619005）（2019），参见 603584.0003。

Schneeberger 等人讨论了 MADD 基因中的 P354L 取代（c.1061C-T，NM_003682.3），该基因在 2 名患有 NEDDISH 的同胞（18 号和 19 号患者）的复合杂合状态中发现（2020），参见 603584.0009。P354L 错义变体在 gnomAD 数据库中的出现频率较低（0.002）。对患者细胞的分析显示，mRNA 水平下降了约 50%，但 MADD 蛋白几乎完全缺失（低于 4%），表明 P354L 蛋白不稳定。

.0005 迪亚综合症
MADD, GLY305VAL

Schneeberger 等人在 2 名患有 DEEAH 综合征的同胞（患者 1 和 2，家庭 1）中（DEEAH；619004）（2020）鉴定了 MADD 基因中的复合杂合突变：c.914G-T 颠换（c.914G-T, NM_003682.3），导致 gly305 到 val（G305V）取代，以及基因内缺失（c .1862+1_1863-1_3759+1_3760-1），导致外显子11至24缺失。通过全外显子组测序发现并经桑格测序证实的突变与家族中的疾病分离。这两种变体都不存在于公共数据库中，包括 dbSNP（版本 138）和 gnomAD。对患者成纤维细胞的分析表明，缺失导致产生几个异常转录本，这些转录本经历了无义介导的 mRNA，与该突变的功能丧失效应一致。患者细胞几乎完全不存在 MADD 蛋白（少于对照的 4%），表明突变错义蛋白不稳定。

.0006 迪亚综合症
MADD，EX11-24DEL

讨论 MADD 基因（c.1862+1_1863-1_3759+1_3760-1, NM_003682.3）中的基因内缺失，导致外显子 11 至 24 缺失，在 2 名 DEEAH 同胞中发现复合杂合状态Schneeberger 等人提出的综合征（DEEAH；619004）（2020），参见 603584.0005。

.0007 迪亚综合症
MADD，IVS4DS，GA，+1

Schneeberger 等人在 2 名患有 DEEAH 综合征的同胞（患者 3 和 4，家庭 2）中（DEEAH；619004）（2020）鉴定了 MADD 基因内含子 4（c.963+1G-A, NM_003682.3）中的纯合 G 到 A 转变，导致剪接缺陷。该突变是通过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。它不存在于 gnomAD 数据库中。对患者细胞的分析表明，突变导致产生几种异常转录本，预计这些转录本会破坏或终止蛋白质。患者细胞的 mRNA 减少了约 50%，并且 MADD 蛋白几乎完全缺失（低于对照的 4%）。

.0008 迪亚综合症
MADD，SER257PHE

Schneeberger 等人在患有 DEEAH 综合征（DEEAH; 619004）的患者（患者 11）中（2020）在 MADD 基因的内含子 4 中鉴定出纯合 c.770C-T 转换（NM_003682.3），导致 DENN 结构域中的保守残基处发生 ser257 到 phe（S257F）的取代。该突变是通过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。它不存在于 gnomAD 数据库中。对患者细胞的分析显示 mRNA 水平正常，但 MADD 蛋白几乎完全缺失（低于对照水平的 4%），表明突变蛋白不稳定。

.0009 神经发育障碍，伴有面容畸形、言语障碍和肌张力减退
MADD，2-BP DEL，3637AG

Schneeberger 等人在 2 名患有神经发育障碍的同胞（患者 18 和 19）中发现了面容畸形、言语障碍和肌张力减退（NEDDISH; 619005）（2020）鉴定了 MADD 基因中的复合杂合突变：2 bp 缺失（c.3637_3638delAG, NM_003682.3），导致移码和提前终止（Ser1213Ter）和 P354L（603584.0004）。该突变是通过基因组序列分析发现的，并通过桑格测序证实，与家族中的疾病分离。gnomAD 数据库中不存在移码突变，而错义变体的出现频率较低（0.002）。对患者细胞的分析显示，mRNA 水平下降了约 50%，但 MADD 蛋白几乎完全缺失（低于对照水平的 4%），表明 P354L 蛋白不稳定。对 18 号患者的成纤维细胞进行的体外功能表达研究表明，与对照组相比，TNFA（191160）诱导的 MAPK 信号通路激活受损。患者细胞对 TNFA 依赖性细胞凋亡以及其他细胞应激源的敏感性增强，从而导致内在细胞凋亡途径的激活。最后，与对照组相比，患者细胞的表皮生长因子（EGF；131530）的内化减少，这表明小 GTP 酶蛋白的激活存在缺陷，并且囊泡转移（例如胞吐作用）受到破坏。总体而言，这些数据与功能丧失或亚效效应一致。