核磷蛋白/核质蛋白家族，成员 1； NPM1

核磷蛋白；NPM
核仁磷酸蛋白 B23
NUMATRIN

此条目中代表的其他实体：
NPM1/ALK FUSION GENE，包括

HGNC 批准的基因符号：NPM1

细胞遗传学位置：5q35.1 基因组坐标（GRCh38）：5:171,387,116-171,410,900（来自 NCBI）

▼ 说明

NPM1 是一种普遍表达的核仁蛋白，在细胞核和细胞质之间穿梭。它涉及多种功能，包括核糖体蛋白组装和转移、中心体复制的控制以及肿瘤抑制因子 ARF（600160）的调节。将 NPM1 从细胞核重新定位到细胞质的 NPM1 突变与急性髓系白血病（AML; 601626）的发展相关（Garzon et al., 2008）。

▼ 克隆与表达

陈等人（1989）报道了人核磷蛋白cDNA的核苷酸序列。该cDNA具有相当于294个氨基酸的蛋白质的编码序列。当将蛋白质水平与蛋白质印迹免疫测定进行比较时，诺维科夫肝癌显示出比正常肝脏多20倍的核磷蛋白，而肥大的大鼠肝脏显示出比未受刺激的正常肝脏多约5倍的核磷蛋白。

达伦克等人（2002）开发了一种过度表达 FGF2（134920）的 HeLa 细胞系，并在暴露于电离辐射后表现出放射抗性。通过差异显示，他们确定抗辐射细胞上调了 NPM1 剪接变体的表达。Dalenc 等人的这种变体（2002）指定为 NPM2，编码推导的 259 个氨基酸的蛋白质，该蛋白质仅在 C 末端与原始分离物不同。HeLa 细胞的蛋白质印迹分析检测到两种 NPM 亚型，其迁移的表观分子质量分别为 38 和 34 kD。FGF2 过度表达后，较短亚型的数量增加。

▼ 基因功能

陈等人（1989）发现核磷蛋白是一种核仁磷蛋白，在肿瘤细胞中比在正常静息细胞中更丰富。正常细胞生长的刺激，例如B淋巴细胞的有丝分裂原激活，伴随着核磷蛋白水平的增加。他们表示，核磷蛋白可能参与核糖体蛋白组装成核糖体。电子显微镜研究表明，核磷蛋白集中在核仁的颗粒区域，核糖体组装发生在此处。

奥田等人（2000）鉴定核磷蛋白是中心体复制中 CDK2（116953）/细胞周期蛋白 E（123837）的底物。NPM1 与未复制的中心体相关，并通过 CDK2/细胞周期蛋白 E 介导的磷酸化与中心体解离。一种抗 NPM1 抗体可以阻断这种磷酸化，从而抑制体内中心体复制的启动。此外，细胞中非磷酸化突变体 NPM1 的表达可有效阻止中心体复制。奥田等人（2000）得出结论，NPM1 是 CDK2/细胞周期蛋白 E 启动中心体复制的靶标。

Dalenc 等人通过使用不区分 NPM1 亚型的抗体进行免疫组织化学分析（2002）在对照 HeLa 细胞中发现了 NPM1 的核染色，并在 FGF2 转染后发现了细胞质染色。他们得出结论，FGF2 的过度表达导致两种 NPM1 亚型的重新分布。通过将 C 端截短的 NPM1 变体（NPM2）转染至放射敏感的 HeLa 细胞中，Dalenc 等人（2002）表明与 FGF2 过度表达相关的放射抗性是由 NPM1 亚型表达增加介导的。

Fukawa 等人使用免疫组织化学分析（2012）在肾细胞癌（RCC; 144700）细胞系的核仁中检测到 NPM1 与 DDX31（616533）的共定位。免疫共沉淀分析显示全长 DDX31 与 RCC 细胞中的 NPM1 相互作用。DDX31 或 NPM1 的敲低会减弱核糖体前 RNA 的生物合成。DDX31 的敲低也减少了细胞生长，同时 NPM1 从核仁易位到细胞质。细胞质 NPM1 结合 HDM2（MDM2; 164785），从而减少 HDM2 与 p53（TP53; 191170）的结合并导致 G1 细胞周期停滞和凋亡。

纳赫马尼等人（2019）发现 Npm1 通过与 C/D 框小核仁 RNA（snoRNA）和 rRNA 2-prime-O-甲基转移酶相互作用来调节小鼠胚胎成纤维细胞（MEF）中核糖体 RNA（rRNA）的 2-prime-O-甲基化联邦调查局（134795）。微阵列分析表明，MEF 中的 Npm1 缺失影响 28S rRNA 中的 2-prime-O-甲基化位点，并通过 2-prime-O-甲基化调节损害内部核糖体进入位点（IRES）翻译。缺失和过表达实验表明，NPM1 还通过调节 K562 人红白血病细胞中的 2-prime-O-甲基化来控制细胞生长和分化。

NPM1/ALK 融合蛋白

张等人（2007）指出 ALK（105590）酪氨酸激酶表达通常局限于神经细胞，但涉及 ALK 和各种伙伴（最常见的是 NPM1）的染色体易位会导致 T 细胞淋巴瘤（TCL）亚型中 ALK 的异位表达（参见细胞遗传学）。NPM1/ALK 融合蛋白包含 NPM1 寡聚基序和 ALK 催化结构域，通过自磷酸化组成型激活，并通过激活下游效应器（包括 STAT3（102582））介导体外和体内恶性细胞转化。张等人（2007）发现表达 NPM1/ALK 的 TCL 细胞系表达 STAT5B（604260），但不表达 STAT5A（601511）蛋白，而来自外周血的正常静息和活化 T 细胞以及 ALK 阴性 TCL 细胞系表达 STAT5A 蛋白。尽管具有完整的 STAT5A 基因，激活的 NPM1/ALK 阳性 TCL 细胞系也不表达 STAT5A mRNA。对 STAT5A 启动子中 CpG 岛的分析表明，该区域在 NPM1/ALK 阳性 T 细胞中甲基化，但在 NPM1/ALK 阴性 T 细胞中未甲基化。染色质免疫沉淀分析显示，SP1（189906）结合正常活化 T 细胞中的 STAT5A 启动子，而 MECP2（300005）结合 NPM1/ALK 阳性 TCL 细胞的启动子。启动子去甲基化导致 STAT5A 激活，并通过 STAT5A 与 NPM1/ALK 融合基因结合抑制 NPM1/ALK 表达。NPM1/ALK 阴性 TCL 细胞中 NPM1/ALK 的表达导致 STAT5A 以 STAT3 依赖性方式沉默，而小干扰 RNA 介导的 NPM1/ALK 耗竭导致 STAT5A 表达。张等人（2007）得出结论，NPM1/ALK 诱导 STAT5A 基因的表观遗传沉默，并且 STAT5A 蛋白可以通过抑制 NPM1/ALK 表达来充当肿瘤抑制因子。

▼ 生化特征

杜塔等人（2001）以 2.3 埃的分辨率展示了非洲爪蟾核浆蛋白 N 末端结构域（Np-core）的结构，该结构与 NPM1 相关。Np 核心单体是一个 8 链 β 桶，紧密贴合在稳定的五聚体中。在晶体中，2 个五聚体结合形成十聚体。作者表明，Np 和 Np-core 都能够组装包含 4 个核心组蛋白的大型复合物。这些复合物各自包含 5 个组蛋白八聚体，与中央 Np 十聚体对接。杜塔等人（2001）提供了组蛋白储存、精子染色质解凝和核小体组装的模型。

▼ 基因结构

达伦克等人（2002）指出NPM1基因包含12个外显子。

▼ 测绘

Gross（2019）根据 NPM1 序列（GenBank BC002398）与基因组序列（GRCh38）的比对，将 NPM1 基因对应到染色体 5q35.1。

▼ 细胞遗传学

大细胞淋巴瘤约占儿童和年轻人所有非霍奇金淋巴瘤的 25%。这些肿瘤中大约三分之一有 at（2;5）（p23;q35）染色体易位，这表明这些染色体上细胞原癌基因的重排有助于淋巴瘤的发生。为了克隆被 t（2;5）改变的基因，Morris 等人（1994）使用基于区域衍生粘粒克隆的荧光原位杂交（FISH）排序的定位策略。从位于 5 号染色体断点两侧、相距约 290 kb 的粘粒进行双向染色体行走；每次行走跨越 150 kb 的基因组区域。通过这种方式，他们表明重排将 5q35 上的 NPM 核仁磷蛋白基因与染色体 2p23 上先前未识别的蛋白酪氨酸激酶基因 ALK（105590）融合。在预测的杂合蛋白中，发现核磷蛋白的 N 末端与 ALK 的催化结构域相连。ALK 在小肠、睾丸和大脑中表达，但在正常淋巴细胞中不表达，与胰岛素受体激酶亚家族具有最大的序列相似性。截短的 ALK 的非计划表达可能导致这些淋巴瘤的恶性转化。FISH 作图表明，NPM 和 ALK 基因分别在 5 号和 2 号染色体上以着丝粒到端粒的方向转录，其中 2.4 kb 的转录物来自衍生的 5 号易位染色体。Northern 印迹分析没有提供相互 ALK-NPM 嵌合转录物表达的证据。

急性早幼粒细胞白血病（APL; 612376）与染色体易位独特相关，染色体易位会破坏编码视黄酸受体 RARA（180240）的基因。在超过 99% 的情况下，这种破坏是由于易位形成 PML-RARA 融合基因造成的。已经描述了 APL 的罕见变体，其中 RARA 与其他 3 个基因中的 1 个融合，即 PLZF（176797）、NUMA（164009）和 NPM（Redner 等人，1996）。

▼ 分子遗传学

体细胞突变

NPM 是一种具有突出核仁定位的核质穿梭蛋白，可调节 ARF（103180）/p53（191170）肿瘤抑制通路。涉及 NPM 基因的染色体易位导致 NPM 蛋白的细胞质错位。法里尼等人（2005）使用免疫组织化学方法研究了 591 名原发性急性髓性白血病（AML; 601626）患者的骨髓活检标本中 NPM 的亚细胞定位。然后，他们将细胞质 NPM 的存在与该疾病的临床和生物学特征相关联。在 591 份原发性 AML 患者标本中，35.2% 检测到细胞质 NPM，但在 135 份继发性 AML 标本或 980 份除 AML 之外的造血或造血外肿瘤标本中未检测到。它与该疾病的多种形态亚型、正常核型以及对诱导化疗的反应性相关，但与复发性遗传异常无关。在具有正常核型和 NPM 胞质错位的 AML 样本中，FLT3（136351）内部串联重复频率较高，并且 CD34（142230）和 CD133（604365）缺失，但在该蛋白仅限于核。具有细胞质 NPM 的 AML 标本携带 NPM 基因突变（参见 164040.0001-164040.0004）；该突变基因导致 NPM 在转染细胞中定位于细胞质。所有 6 个 NPM 突变蛋白在第 288 和 290 位处的至少 1 个色氨酸残基中显示出突变，并且共享相同的最后 5 个氨基酸残基（VSLRK）。因此，尽管存在遗传异质性，所有 NPM 基因突变都会导致 NPM 蛋白 C 末端出现不同的序列。法里尼等人（2005）得出结论，细胞质 NPM 是一大群 AML 患者的特征，这些患者具有正常的核型、NPM 基因突变和对诱导化疗的反应。Grisendi 和 Pandolfi（2005）指出，在蛋白质细胞质定位异常的 AML 病例中，NPM 染色主要是细胞质，这表明突变型 NPM 主要作用于剩余野生型等位基因的产物，导致其通过异二聚化保留在细胞质中。

Garzon 等人通过 microRNA（miRNA）表达谱进行分析（2008）与没有 NPM1 突变的 AML 患者相比，在有 NPM1 突变的 AML 患者中发现了 36 个上调和 21 个下调的 miRNA。miR10A（MIRN10A; 610173）和 miR10B（MIRN10B; 611576）显示出最大的上调，分别增加了 20 倍和 16.67 倍。Mir22（MIRN22; 612077）显示出最大的下调，减少了 0.31 倍。加尔松等人（2008）得出结论，具有 NPM1 突变的 AML 具有独特的 miRNA 特征。

癌症基因组图谱研究网络（2013）使用全基因组测序（50 例）或全外显子组测序（150 例）以及 RNA 和 microRNA 测序，分析了 200 例临床注释的成人新发 AML 病例的基因组。 DNA甲基化分析。作者在 200 个样本中的 54 个（27%）样本中发现了 NPM1 基因的反复突变。

布鲁温等人（2013）指出，癌症基因组图谱研究网络（2013）的研究没有揭示哪些突变发生在创始克隆中（正如预期的疾病引发者那样），以及哪些突变发生在次要克隆中，随后导致疾病。米勒等人（2013）回应说，在他们的研究中，基因突变几乎全部发生在创始克隆中，包括 NPM1（创始克隆中 3 个突变中的 3 个）。他们鉴定了其他几个包含他们认为可能引发突变的基因，以及其他一些基因，其中的突变被认为可能是协同突变。

艾维等人（2016）使用定量 RT-PCR 检测方法检测了 2,569 个样本中的微小残留病，这些样本取自 346 名 NPM1 突变 AML 患者，这些患者在国家癌症研究所 AML17 试验中接受了强化治疗。作者使用定制的 51 基因面板对诊断时获得的 223 个样本和复发时获得的 49 个样本进行了靶向测序。通过指趾聚合酶链式反应追踪与白血病前期克隆相关的突变。分子分析突显了 NPM1 突变 AML 的复杂性，将患者分为 150 多个亚组，从而排除了可靠的结果预测。微小残留病状态的确定提供了更多信息。第二个化疗周期后，15% 的患者血液中持续存在 NPM1 突变转录本，并且与不存在此类转录本的患者相比，3 年随访后复发风险更高（82% vs 30%）；风险比 4.80；95% CI 2.95-7.80；p 小于 0.001）和较低的生存率（24% vs 75%；死亡风险比，4.38；95% CI 2.57-7.47；p 小于 0.001）。在多变量分析中，微小残留病的存在是死亡的唯一孤立预后因素（风险比，4.84；95% CI 2.57至9.15；p小于0.001）。这些结果在一个孤立队列中得到了验证。在对微小残留病进行连续监测时，NPM1 突变转录物水平的上升可以可靠地预测复发。尽管在化疗后持续缓解期间仍可检测到与白血病前克隆相关的突变，但在复发时，70 名患者中有 69 名检测到了 NPM1 突变，并提供了更好的疾病状态标记。

关联待确认

有关先天性角化不良（参见例如 DKCA1，127550）与 NPM1 基因种系变异之间可能关联的讨论，请参见 164040.0005 和 164040.0006。另请参阅动物模型。

▼ 基因型/表型相关性

大风等人（2008）发现 1,425 名 AML 患者中有 354 名（26%）存在 FLT3 内部重复。所有患者的中位总突变水平为总 FLT3 的 35%，但差异很大，水平范围为 1% 至 96%。总体生存率较差、复发风险和白细胞计数增加与突变水平增加之间存在显着相关性，但重复的大小和突变数量对结果没有显着影响。那些有 FLT3 重复的患者比没有 FLT3 重复的患者复发风险更高。在 1,217 名患者中，503 名（41%）患者的 NPM1 基因（164040）存在突变，208 名（17%）患者的两个基因均存在突变。NPM1 突变的存在对缓解率有有益影响，很可能是因为无论是否有 FLT3 重复的患者，耐药性疾病的发生率都较低。大风等人（2008）在 AML 患者中确定了 3 个预后组：仅具有 NPM1 突变的患者预后良好；中间为那些没有 FLT3 或 NPM1 突变或两个基因都有突变的人；而仅具有 FLT3 突变的患者则较差。

▼ 动物模型

程等人（1999）用 Plzf-Rara 和 Npm-Rara 生成转基因小鼠。Plzf-Rara 转基因动物在生命早期阶段就出现了慢性粒细胞白血病样表型（6 只小鼠中的 5 只在 3 个月内），而 3 只 Npm-Rara 转基因小鼠相对较晚地表现出从典型 APL 到慢性粒细胞白血病的一系列表型生命中（12 至 15 个月）。与来自 Plzf-Rara 转基因小鼠的骨髓细胞相反，来自 Npm-Rara 转基因小鼠的骨髓细胞可以被全反式视黄酸（ATRA）诱导分化。程等人（1999）发现，在与核辅助受体相互作用时，两种融合蛋白具有不同的配体敏感性，这可能是对 ATRA 差异反应的潜在分子机制。这些数据清楚地确定了 PLZF-RARA 和 NPM-RARA 的致白血病作用，以及融合受体/辅阻遏物相互作用在发病机制以及确定 APL 不同临床表型中的重要性。

为了研究 Npm 在体内的功能，Grisendi 等人（2005）产生了一个亚等位性 Npm1 突变体系列，包括 Npm1 杂合缺失、亚等位突变体和纯合缺失小鼠。他们观察到，Npm1 纯合缺失和亚等位突变体具有异常的器官发生，并且由于原始造血缺陷导致的严重贫血而在胚胎第 11.5 天和 16.5 天之间死亡。格里森迪等人（2005）表明 Npm1 失活会导致不受限制的中心体复制和基因组不稳定。格里森迪等人（2005）证明 Npm 在控制遗传稳定性方面单倍体不足，并且 Npm1 杂合性在体外和体内加速肿瘤发生。值得注意的是，Npm1 杂合子小鼠出现了具有人类骨髓增生异常综合征（MDS）特征的血液综合征。格里森迪等人（2005）得出的结论是，他们的数据揭示了 Npm 的重要发育作用，并暗示其在肿瘤发生和 MDS 发病机制中的功能丧失。

纳赫马尼等人（2019）发现造血特异性敲除 Npm1 的小鼠表现出巨核细胞生成障碍、红细胞成熟缺陷、血小板计数异常和低以及中性粒细胞发育异常，从而导致骨髓衰竭（BMF）。敲入与先天性角化不良（见 127550）相关的人类 NPM1 asp180 缺失突变（D180del）的小鼠以孟德尔比例出生，没有明显的发育或行为异常。然而，随着小鼠年龄的增长，杂合子和纯合子敲入小鼠的造血干细胞由于2-prime-O-甲基化缺陷而出现衰竭，从而导致BMF。杂合子和纯合子敲入小鼠也重现了人类先天性角化不良的多器官特征。

在 Npm1C/Dnmt3a（602769）突变敲入小鼠（一种 AML 发展模型）中，白血病发生之前会经历一段时期的骨髓祖细胞增殖和自我更新。乌克尔曼等人（2020）发现这种自我更新可以通过口服靶向 MLL1-Menin（159555/613733）染色质复合物的小分子来逆转。乌克尔曼等人（2020）表明，他们的临床前结果支持了这样的假设：患有 AML 的高风险个体可能会从预防性环境中的靶向表观遗传治疗中受益。

▼ 等位基因变异体（6 个精选示例）：

.0001 白血病、急性髓系细胞、体细胞
NPM1、4-BP DUP、956TCTG

Falini 等人在 51 例急性髓系白血病（601626）病例中的 40 例中细胞质中 NPM 呈阳性（2005）在 NPM1 基因的外显子 12（956dupTCTG）中发现了 4 bp 的重复，导致阅读框发生变化，预计通过用 11 个氨基酸替换最后 7 个氨基酸来改变蛋白质的 C 端部分不同的残留物。法里尼等人（2005）将这种突变（这是所识别的突变中最常见的）称为突变 A。

.0002 白血病，急性骨髓性，体细胞
NPM1，4-BP INS，960CATG

Falini 等人在 51 例急性髓系白血病（601626）病例中，有 7 例细胞质中 NPM 呈阳性（2005）在 NPM1 基因的外显子 12（960insCATG）中发现了一个 4 bp 插入，导致阅读框发生变化，预计通过用 11 个氨基酸替换最后 7 个氨基酸来改变蛋白质的 C 端部分不同的残留物。法里尼等人（2005）将这种突变称为 B.

.0003 白血病，急性骨髓性，体细胞
NPM1，4-BP INS，960CGTG

Falini 等人在 51 例细胞质中 NPM 呈阳性的急性髓性白血病（601626）病例中，有 1 例（2005）在 NPM1 基因的外显子 12（960insCGTG）中发现了一个 4 bp 插入，导致阅读框发生变化，预计通过用 11 个氨基酸替换最后 7 个氨基酸来改变蛋白质的 C 端部分不同的残留物。法里尼等人（2005）将这种突变称为 C.

.0004 白血病，急性骨髓性，体细胞
NPM1，4-BP INS，960CCTG

Falini 等人在 51 例细胞质中 NPM 呈阳性的急性髓性白血病（601626）病例中，有 1 例（2005）在 NPM1 基因的外显子 12（960insCCTG）中发现了一个 4 bp 插入，导致阅读框发生变化，预计通过用 11 个氨基酸替换最后 7 个氨基酸来改变蛋白质的 C 端部分不同的残留物。法里尼等人（2005）将这种突变称为 D。

.0005 意义未知的变体
NPM1，ASP178HIS

该变异被归类为意义不明的变异，因为其对先天性角化不良的贡献尚未得到证实（参见例如DKCA1，127550）。

Nachmani 等人在一名出生时表现出先天性角化不良特征的患者（CM108）中（2019）在 NPM1 基因中鉴定出一种种系，可能是杂合的 c.532G-C 颠换（c.532G-C，NM_001355006.1），导致酸性 D/E 重复序列中 asp178 到 his（D178H）的取代调节 NPM1 与 RNA 结合的特异性的区域。体外研究表明，与对照相比，变异的 NPM1 蛋白结合各种 snoRNA 的能力受损。对患者成纤维细胞的详细分析显示，原纤维蛋白（FBL）与 NPM1 结合的 snoRNA 的结合受损。与对照组相比，患者细胞表现出 28S rRNA 2-prime-O Me 减少、IRES 依赖性活性减少以及翻译失调的证据，尽管整体翻译和核仁定位得以保留。该变体无法挽救 NPM1 耗尽的细胞的缺陷，表明功能丧失。该患者有严重的生长缺陷、拇指异常和血小板减少症。该突变是通过审查 DKC 患者的全外显子组序列数据集发现的；选择 NPM1 基因进行分析是因为其功能。未提供变异的接合性和家族分离信息。

.0006 意义未知的变体
NPM1、3-BP DEL、NT538

该变异被归类为意义不明的变异，因为其对先天性角化不良的贡献尚未得到证实（参见例如DKCA1，127550）。

Nachmani 等人在患有先天性角化不良的患者中（2019）在 NPM1 基因（c.538_540del, NM_001355006.1）中发现了一个种系可能杂合的 3-bp 缺失，导致酸性 D/E 重复区域内出现框内缺失（Asp180del），从而调节 NPM1 的特异性与 RNA 结合。体外研究表明，与对照相比，变异的 NPM1 蛋白结合各种 snoRNA 的能力受损。对携带 D180del 突变的小鼠胚胎成纤维细胞的研究表明，与对照组相比，2-prime-O Me 受损。该变体无法挽救 NPM1 耗尽的细胞的缺陷，表明功能丧失。该患者出现皮肤色素异常、指甲营养不良、小头畸形、发育迟缓、身材矮小和桡骨异常，并在 6 岁时出现骨髓衰竭（BMF）。该突变是通过审查 DKC 患者的全外显子组序列数据集发现的；选择 NPM1 基因进行分析是因为其功能。未提供变异的接合性和家族分离信息。纳赫马尼等人（2019）发现人类 NPM1 D180del 突变敲入的小鼠以孟德尔比例出生，没有明显的发育或行为异常。然而，随着小鼠年龄的增长，杂合子和纯合子敲入小鼠的造血干细胞由于2-prime-O-甲基化缺陷而出现衰竭，从而导致BMF。杂合子和纯合子敲入小鼠也重现了人类先天性角化不良的多器官特征。