T框 转录因子 22; TBX22

T框22

HGNC 批准的基因符号:TBX22

细胞遗传学位置:Xq21.1 基因组坐标(GRCh38):X:80,014,753-80,031,774(来自 NCBI)

▼ 克隆与表达

通过使用源自染色体 Xq12-q21 的基因组克隆序列进行计算机分析,Laugier-Anfossi 和 Villard(2000) 鉴定了 TBX22 基因。TBX22编码一个400个氨基酸的蛋白质,N端区域包含一个DNA结合T框结构域,相对于其他已知的T框结构域,该结构域具有缺失20个氨基酸的独特特征。TBX22 转录本仅在人类胎儿 cDNA 文库中发现。

▼ 基因结构

TBX22 基因包含 7 个外显子,跨度为 8.7 kb(Laugier-Anfossi 和 Villard,2000)。

安德烈欧等人(2007) 指出 TBX22 基因包含 8 个编码外显子,他们鉴定了一个新的非编码外显子,称为外显子 0,位于外显子 1 上游约 10 kb 处。外显子 0 的转录起始位点位于活性启动子的下游,驱动优先在人类胚胎组织中表达的 TBX22 转录本。

▼ 测绘

TBX22 基因的序列在源自染色体 Xq12-q21 的基因组克隆序列中被鉴定(Laugier-Anfossi 和 Villard,2000)。

▼ 基因功能

布雷布鲁克等人(2002) 确定在人类早期发育中,TBX22 在腭架中表达,并且在升高到舌头上方的水平位置之前最高。在舌根系带区域也检测到了 TBX22 mRNA,该区域对应于 CPX 患者中所见的舌强直。作者鉴定了直系同源小鼠 Tbx22 基因,并记录了 E12.5-E17.5 小鼠胚胎中类似的表达模式。

安德烈欧等人(2007) 发现 TBX22 作为转录阻遏蛋白,能够通过远端 TBX22 启动子自动调节其表达,类似于 TBX5(601620)。他们提供了 TBX22 经历 SUMO1(601912) 缀合的直接证据,并表明这种修饰是转录抑制所必需的。TBX22 中的显性抑制结构域位于 N 末端区域,该区域还包含 SUMO1 附着的残基(lysine-63)。TBX22 特异性 T 框因子结合元件(TBE) 是基于 AGGTGTGA 近乎完美副本的回文。

▼ 分子遗传学

布雷布鲁克等人(2001) 在分离 X 连锁腭裂和舌强直的家族的 TBX22 基因中鉴定出 6 种不同的突变,包括错义、剪接位点和无义突变(参见 CPX;303400)。

布雷布鲁克等人(2002) 报告了另外 2 例伴有舌强直的腭裂家族病例,其中存在新的错义和插入突变(300307.0007 和 300307.0008),每例都发生在 DNA 结合 T 框结构域内。

马卡诺等人(2004) 对大量腭裂患者样本中的 TBX22 基因进行了分析,没有对遗传或舌强直进行预选。他们在北美和巴西队列的 200 名患者中发现了 5 名编码突变,另外还有 4 个假定的剪接位点突变。他们还鉴定了先前未报告的 CPX 家族中的突变,并对先前报告的家族病例进行了综合基因型/表型分析。男性经常同时表现出腭裂和舌强直(78%),女性携带者比例较小。家族内的突变可能导致仅腭裂、仅舌强直或两者,表明这些缺陷是表型谱的不同部分。

为了研究它们对 DNA 结合、亚细胞定位和转录活性的影响,Andreou 等人(2007) 研究了 10 种不同的错义突变,这些突变在表型上相当于功能丧失等位基因。DNA 结合分析表明,在与 DNA 主链的预测接触点处或附近的错义突变会损害稳定的 DNA-蛋白质相互作用。作者表明,TBX22 具有转录抑制因子的功能,并且 TBX22 错义突变会导致抑制活性受损。未观察到对 TBX22 核定位的影响。安德烈欧等人(2007) 发现 TBX22 是小型泛素样修饰剂 SUMO1(601912) 的靶标,并且这种修饰是 TBX22 阻遏活性所必需的(SUMO1 基因的破坏导致口面裂(601912.0001)。)尽管赖氨酸 63 处的 SUMO 附着位点位于 T 框结构域的上游,但在所有致病性 X 连锁腭裂错义突变中始终发现 SUMO1 修饰缺失。这暗示了将 SUMO 结合丧失与 TBX22 功能丧失联系起来的一般机制。口面部裂以其复杂的病因和可变的外显率而闻名,涉及遗传和环境风险因素。苏酰化过程也受到类似环境压力的影响并深受其影响。因此,安德烈欧等人(2007) 表明 SUMO 修饰可能代表调节正常颅面发育的共同途径,并参与孟德尔和特发性口面裂的发病机制。

Suphapeetiporn 等人在 53 名无亲属关系的泰国非综合征性腭裂患者中进行了研究(2007) 鉴定了 4 名患者,每名患者的 TBX22 基因均具有不同的潜在致病性突变(参见例如 300307.0010)。其中两名患者被发现有这种疾病的家族史。作者得出结论,TBX22 突变是泰国人群非综合征性孤立性腭裂的一个原因。

Pauws 等人在 80 名孤立性腭裂患者、57 名腭裂/舌强直患者和 295 名对照患者中进行了研究(2009) 发现 TBX22 基因启动子区域的 2 个 SNP 与舌强直性腭裂之间存在显着关联:rs7055763 的 -575A 等位基因赋予比值比(OR) 为 5.3(p = 5.6 x 10(-6)) rs41307258 的 -144A 等位基因的 OR 为 6.2(p = 1.8 x 10(-5))。这些 SNP 与孤立性腭裂之间没有显着关联。鲍斯等人(2009) 鉴定了 4 个启动子区单倍型,其中只有 1 个与腭裂伴舌强直相关。功能表达研究表明,包含 rs41307258 的 -144A 等位基因的风险单倍型导致启动子活性降低约 45%。鲍斯等人(2009)表明,这种风险单倍型与其他遗传和/或环境因素相结合,可能会导致表型变异,并为腭裂提供一种新的致病机制,特别是在舌强直患者中。

在一个患有 CHARGE 样阿布鲁佐-埃里克森综合征(ABERS; 302905) 的家庭中,Pauws 等人(2013) 分析了候选基因 TBX22,并鉴定了一个内含子序列变异(300307.0011),该变异与疾病分离,并且在 dbSNP 数据库或 539 条对照染色体中未发现。对具有经典 X 连锁腭裂表型的新患者的筛查在不相关的患者中鉴定出 2 个剪接位点突变(参见例如 300307.0004)。

评论

Packham 和 Brook(2003) 回顾了与 T框 基因突变相关的人类疾病:Holt-Oram 综合征(HOS; 142900)、尺乳综合征(UMS; 181450)、DiGeorge 综合征(DGS; 188400)、 ACTH 缺乏(201400),腭裂伴舌强直。

▼ 动物模型

鲍斯等人(2009) 培育了一只 Tbx22 缺失小鼠,该小鼠表现出粘膜下腭裂(SMCP) 和舌强直,与人类表型相似,少数表现出明显的腭裂。口鼻膜也持续存在,或者在一些小鼠中部分破裂,导致后鼻孔闭锁。口鼻缺陷导致约 50% 的 Tbx 缺失小鼠产后死亡。后硬腭的膜内骨形成显着减少,导致与 SMCP 相关的经典切迹。由于成骨细胞成熟延迟,腭间质凝结后骨化严重减少。鲍斯等人(2009) 表明 Tbx22 可能在后硬腭的成骨模式中发挥重要作用,而不是在腭架闭合中发挥主要作用。

▼ 等位基因变异体(11 个选定示例):

.0001 腭裂伴强直性舌炎
TBX22,IVS6,GC,+1

在一个冰岛家庭中,腭裂和舌强直分离(参见 CPX;303400),Braybrook 等人(2001) 在 TBX22 基因的内含子 6 的 +1 位置发现了 G 到 C 的颠换。在 21 名受影响的男性和 15 名携带者女性中发现了这种变异,但在 39 名未受影响的同胞、50 条不相关的冰岛染色体或 200 条非冰岛染色体中没有发现这种变异。四名不表达的女性为突变杂合子,这与之前在冰岛(18%)和不列颠哥伦比亚本土家庭(25%)的携带者女性中发现的非外显率一致。

.0002 腭裂伴舌吻强直
TBX22,THR260MET

在来自不列颠哥伦比亚省的一个本地亲属中,Braybrook 等人是最早描述的患有孟德尔模式固有的腭裂伴强舌症(见 303400)的亲属之一(Bjornsson 等,1989)(2001) 在 TBX22 基因的外显子 5 的核苷酸 785 处鉴定出 C 到 T 的转变,导致密码子 260 处苏氨酸到甲硫氨酸的取代。

.0003 腭裂伴舌吻强直
TBX22、GLY118CYS

Braybrook 等人在来自加拿大马尼托巴省的一个伴有舌强直的腭裂家庭中(参见 303400)(2001) 鉴定了 TBX22 基因第 359 位核苷酸处的 G-T 颠换,导致密码子 118 处甘氨酸变为半胱氨酸。突变位置发生在 T框 结构域内进化保守残基处存在于所有其他含有 T 框的基因中,因此可能导致 DNA 结合受损。

.0004 腭裂伴强直性舌炎
TBX22,IVS4DS,GA,+1

在一个患有腭裂并舌强直的巴西家庭中(参见 303400),Braybrook 等人(2001) 在 TBX22 基因内含子 4 的外显子/内含子剪接处 GT 处鉴定出 G 到 A 的转变。

Marcano 等人在来自 X 连锁腭裂的第 4 代大家族的受影响个体中(2004)鉴定出TBX22基因中的IVS4+1G-A剪接位点突变;在 200 多条对照染色体中未检测到该变异。

在一个分离出 X 连锁腭裂的家族先证者中,后来证明代表了 Marcano 等人最初研究的家族的一个分支(2004),Pauws 等人(2013) 鉴定了 IVS4+1G-A 突变。先证者患有粘膜下腭裂、舌强直、言语和语言发育迟缓以及左侧咽鼓管功能障碍。他的携带者母亲患有强直舌症,这种病在大家庭中广泛存在。家族中受影响的男性也有粘膜下或软腭裂。RT-PCR产物分析表明,该突变导致正确的供体剪接完全废除,转而采用从头剪接位点,从而导致框外剪接产物的产生,预计如果成功剪接至外显子5,该产物将提前终止。

.0005 腭裂伴强直性舌炎
TBX22,1-BP DEL,671C

在一个患有腭裂并舌强直的巴西家庭中(参见 303400),Braybrook 等人(2001) 鉴定出 TBX22 基因第 671 位核苷酸处的胞嘧啶缺失,导致移码,在 4 个残基内引入提前终止密码子。

.0006 腭裂伴粘舌症
TBX22、GLU56TER

在一个伴有舌强直的腭裂家庭中(参见 303400),Braybrook 等人(2001) 鉴定了 TBX22 基因第 173 位核苷酸处的 G-T 颠换,导致谷氨酸转变为残基 56 处的终止密码子。

.0007 腭裂伴粘舌症
TBX22、LEU214PRO

在一个患有舌强直(伴有或不伴有腭裂)的 3 代家庭中(参见 303400),Braybrook 等人(2002) 在 TBX22 基因的第 641 位核苷酸处发现了 T 到 C 的转变,导致 DNA 结合 T 框基序中的亮氨酸 214 转化为脯氨酸(L214P)。

.0008 腭裂伴强直性舌炎
TBX22,3-BP DUP,583GCT

在一个患有舌强直(伴有或不伴有腭裂)的 4 代家庭中(参见 303400),Braybrook 等人(2002) 在核苷酸 583 处鉴定出 GCT 的 3 bp 重复,导致在 DNA 结合 T 框结构域中的丝氨酸 194 之后插入一个额外的丝氨酸残基。

.0009 腭裂伴粘舌症
TBX22,ASN264TYR

在患有或不患有腭裂的强舌症家庭的受影响成员中(参见 303400),Marcano 等人(2004) 在 TBX22 基因的外显子 5 中发现了 786A-T 颠换,导致 asn264 到 tyr(N264Y) 突变。先证者仅患有腭裂,但母亲存在舌强直,提示腭裂具有典型的半显性 X 连锁遗传。

.0010 腭裂,X 连锁
TBX22,1-BP DEL,1252G

Suphapeetiporn 等人在一名患有软腭裂的泰国女孩(303400) 中(2007) 在 TBX22 基因中发现了 1 bp 缺失(1252delG),导致移码和过早终止。预计截短的蛋白质将保留 T框 结构域,但突变可能会导致 mRNA 不稳定。她的父亲也携带这种突变,患有双裂悬雍垂。据报道,一位叔叔患有孤立性腭裂。

.0011 阿布鲁佐-埃里克森综合征(1 系列)
TBX22、IVS3AS、TA、-5

Pauws 等人最初由 Abruzzo 和 Erickson(1977) 描述,来自患有 Abruzzo-Erickson 综合征(ABERS; 302905) 家庭的 2 名受影响的兄弟和一名受影响的叔叔(2013) 在外显子 4 的保守剪接受体共有序列内,鉴定了 TBX22 基因的内含子 3(c.593-5T-A) 中的 -5T-A 颠换。该突变以杂合性存在于专性携带者母亲中,并且在 dbSNP 数据库或 539 条对照染色体中未发现。体外 mRNA 剪接测定显示,当使用突变构建体时,野生型构建体生成的 471 bp 片段显着减少或缺失。此外,RT-PCR产物的克隆序列分析表明,c.593-5T-A突变导致最上游隐性剪接位点产物显着增加,而几乎没有检测到野生型产物,表明该突变削弱或消除了野生型外显子4的受体剪接位点。