肽基-脯氨酰异构酶样1； PPIL1

亲环蛋白相关基因1；CYPL1

HGNC 批准的基因符号：PPIL1

细胞遗传学定位：6p21.2 基因组坐标（GRCh38）：6:36,854,829-36,874,803（来自 NCBI）

▼ 说明

PPIL1 基因编码主要剪接体复合体（MSC）的一个组成部分，该复合体介导基因表达和调控所必需的前 mRNA 剪接。PPIL1 是一种亲环蛋白肽基-脯氨酰异构酶，一组酶最初被确定为免疫抑制剂的靶标，但后来发现通过催化 Xaa-脯氨酸肽键的顺反异构化来促进蛋白质底物的构象变化（Chai 等人总结， 2021）。

亲环蛋白（见 123840）首先被鉴定为与免疫抑制剂环孢菌素 A 具有高结合亲和力的蛋白质，是预防器官移植后移植排斥的最有效的治疗剂之一。

▼ 克隆与表达

尾崎等人（1996）分离了编码与亲环蛋白同源的蛋白质的人类 cDNA 克隆，并表明它在从人类到原核生物的物种中是保守的。该cDNA含有498个核苷酸的开放解读码组，编码166个氨基酸的多肽。预测的氨基酸序列与人亲环蛋白有41.6%的同源性。Northern印迹分析表明在成人组织中普遍表达，其中在心脏和骨骼肌中表达最丰富。

柴等人（2021）发现 Ppil1 在发育中的小鼠皮层中普遍表达，表明 Ppil1 在大脑发育中发挥作用。

▼ 测绘

尾崎等人（1996）通过 FISH 将 PPIL1 基因定位到 2p23.3-p23.1。然而，曼等人（1998）通过 FISH 和辐射杂交作图将 PPIL1 基因分配给 6p21.1。

▼ 基因功能

柴等人（2021）指出，PPIL1 与其相互作用伙伴 SKIIP（603055）一起加入 MSC，这是激活剪接体所必需的。这些作者发现 PPIL1 催化 PRP17（CDC40; 605585）在 gly94-pro95 处的异构化。这些蛋白质在剪接体中形成酶-底物对，两者都是 RNA 剪接和神经元存活所必需的。然而，其他研究表明 PRP17 的异构化对于剪接功能并不重要。相反，这两种蛋白质维持了一个支架，表明具有额外的非酶功能。

▼ 分子遗传学

Chai 等人在来自 9 个无关家族的 17 名患有 14 型脑桥小脑发育不全（PCH14; 619301）的患者中（2021）鉴定了PPIL1基因中的纯合或复合杂合突变（参见例如601301.0001-601301.0005）。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，与家族中的疾病分开。大多数突变是蛋白质酶促面保守残基上的错义变异。体外研究表明，评估的突变要么导致蛋白质稳定性降低，要么破坏与 SKIIP（603055）的相互作用。有一些移码、剪接位点和无义突变，预计会导致功能丧失。然而，没有患者的两个等位基因均携带功能丧失突变。RNA-seq 和 RT-PCR 研究检测到，人类 HAP1 细胞中 PPIL1 基因的敲除导致全局选择性 RNA 剪接的破坏。对于GC含量高的内含子来说，有害影响似乎最为严重。差异剪接事件影响与神经发育有关的基因，但不影响与癌症、心脏病或免疫疾病有关的基因。突变小鼠模型的研究显示了类似的结果（参见动物模型）。柴等人（2021）得出的结论是，PPIL1 突变导致的剪接完整性破坏是这些患者中观察到的神经退行性过程的基础。

▼ 动物模型

柴等人（2021）发现小鼠 Ppil1 基因完全敲除会导致胚胎死亡。人类 A99T 突变（601301.0001）纯合小鼠在 24 小时内死亡。他们的头部较小，大脑和小脑体积较小，皮质表面积和厚度也较小。尽管皮层显示正常分层，但有丝分裂后神经元数量由于细胞凋亡而严重减少。还有 DNA 损伤的证据，表明基因组不稳定。在其他器官中没有观察到细胞凋亡的上调，表明存在神经元特异性效应。与对照组相比，Ppil1 蛋白水平严重下降。对 A99T 纯合小鼠脑组织的 RNA-seq 分析检测到影响蛋白质翻译、RNA 加工、DNA 损伤反应、轴突发育和细胞周期相关基因的显着差异剪接事件。

▼ 等位基因变异体（5 个精选示例）：

.0001 脑桥小脑发育不全，14 型
PPIL1，ALA99THR

Chai 等人在来自 2 个不相关的埃及血统近亲家庭（家庭 1 和 2）的 3 名患有 14 型脑桥小脑发育不全（PCH14；619301）的患者中，（2021）鉴定了 PPIL1 基因中的纯合 c.295G-A 转换（c.295G-A，NM_016059.1），导致 ala99 到 thr（A99T）取代在 PPIL1 酶促面上的保守残基处。蛋白质。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。它在 gnomAD 数据库中被发现频率较低（1.4 x 10（-5））。与对照组相比，转染该突变的患者成纤维细胞和 HEK293 细胞显示 PPIL1 蛋白水平降低。人类 A99T 突变纯合小鼠在 24 小时内死亡。他们的头部较小，大脑和小脑体积较小，皮质表面积和厚度也较小。尽管皮层显示正常分层，但有丝分裂后神经元数量由于细胞凋亡而严重减少。还有 DNA 损伤的证据，表明基因组不稳定。在其他器官中没有观察到细胞凋亡的上调，表明存在神经元特异性效应。对 A99T 纯合小鼠脑组织的 RNA-seq 分析检测到影响蛋白质翻译、RNA 加工、DNA 损伤反应、轴突发育和细胞周期相关基因的显着差异剪接事件。

.0002 脑桥小脑发育不全，14 型
PPIL1，THR107ALA

Chai 等人在 2 名同胞中，由巴基斯坦近亲父母出生（家庭 3），患有 14 型脑桥小脑发育不全（PCH14；619301）（2021）鉴定了 PPIL1 基因中的纯合 c.319A-G 转换（c.319A-G，NM_016059.1），导致 thr107 到 ala（T107A）在 PPIL1 酶促面上的保守残基处发生取代。蛋白质。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。转染该突变的 HEK293 细胞表现出正常的 PPIL1 蛋白水平，但热稳定性降低且聚集倾向增加。T107A 变体与 SKIIP（603055）的相互作用减少。

.0003 脑桥小脑发育不全，14 型
PPIL1，THR127ALA

Chai 等人的一对姐妹和兄弟，出生于无关的欧洲裔美国人父母（家庭 8），患有 14 型脑桥小脑发育不全（PCH14；619301）（2021）鉴定了 PPIL1 基因中的复合杂合突变：c.379A-G 转换（c.379A-G，NM_016059.1），导致 thr127-to-ala（T127A）取代，以及内含子 c.280 +1G-A 转变（601301.0004），预计会导致剪接异常。T127A 突变发生在蛋白质酶促面上高度保守的残基处。与对照组相比，转染 T127A 突变的 HEK293 细胞显示 PPIL1 蛋白水平降低。来自另一个欧洲裔美国家庭（家庭 9）的两个受影响的同胞对于 T127A 和 c.133C-T 转换是复合杂合的，导致 arg45 到 ter（R45X；601301.0005）的替换。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，与家族中的疾病分开。T127A 在gnomAD 数据库中出现的频率较低（6.7 x 10（-5）），而R45X 在gnomAD 中不存在。没有进行变体的功能研究。

.0004 脑桥小脑发育不全，14 型
PPIL1，IVSDS，GA，+1

讨论 PPIL1 基因中的内含子 c.280+1G-A 转换（c.280+1G-A，NM_016059.1），预计会导致剪接异常，在 2 个同胞的复合杂合状态中发现Chai 等人提出的 14 型脑桥小脑发育不全（PCH14; 619301）（2021），参见 601301.0003。

.0005 脑桥小脑发育不全，14 型
PPIL1，ARG45TER

讨论 PPIL1 基因中的 c.133C-T 转变（c.133C-T，NM_016059.1），导致 arg45-to-ter（R45X）取代，在 2 个同胞中以复合杂合状态发现Chai 等人提出的 14 型脑桥小脑发育不全（PCH14; 619301）（2021），参见 601301.0003。