SET 域包含蛋白 2； SETD2

SET2
狩猎廷相互作用蛋白 B；HYPB
狩猎锡结合蛋白，231-KD；HBP231
KIAA1732

HGNC 批准的基因符号：SETD2

细胞遗传学位置：3p21.31 基因组坐标（GRCh38）：3:47,016,436-47,164,840（来自 NCBI）

▼ 说明

组蛋白 H3（参见 602810）lys36（H3K36）的甲基化与转录区域以及转录保真度、RNA 剪接和 DNA 修复中的功能相关。SETD2 是催化 H3K36 三甲基化的主要甲基转移酶（H3K36me3）（Xu 等人总结，2019）

▼ 克隆与表达

亨廷顿病（143100）是由编码亨廷顿蛋白（HTT; 613004）中 N 端多聚谷氨酰胺区域的 CAG 三核苷酸重复序列扩展至超过 34 个单位而引起的。Faber 等人在胎儿脑 cDNA 文库的酵母 2 杂交测定中使用含有 58 或 62 个谷氨酰胺的 HTT N 端结构域，然后进行数据库分析和筛选脑和睾丸 cDNA 文库（1998）获得了部分 SETD2 克隆，他们将其称为 HYPB。推导的蛋白质具有WW结构域。Northern 印迹分析检测到约 9.0 kb 的转录物，该转录物在所有检查的组织中都有不同的表达。

Nagase 等人通过对从按大小分级的成人脑 cDNA 文库获得的克隆进行测序，（2000）克隆了 SETD2，他们将其命名为 KIAA1732。推导的蛋白质含有1,325个氨基酸。RT-PCR 在所有成人和胎儿组织以及所检查的特定成人大脑区域中检测到 SETD2 低表达。

Rega 等人使用 HeLa 细胞 cDNA 文库的酵母 1-杂交筛选来鉴定可以结合腺病毒 E1A 基因转录起始位点 2（TS2）的蛋白质，然后对正常人包皮成纤维细胞进行 RT-PCR（2001）克隆了全长 SETD2，他们将其称为 HBP231。推导的 2,061 个氨基酸的蛋白质的计算分子量约为 231 kD。它具有一个假定的 N 端酪氨酸磷酸化位点、一个中心 SET 结构域和一个 C 端 WW/WWP 结构域，后面是一个假定的核定位信号。HBP231 的 C 末端区域对应于 HYPB 序列。Northern 印迹分析检测到在所有检查的组织中以不同水平表达的 7.5 kb 转录物。HeLa 细胞的蛋白质印迹分析显示 HBP231 的表观分子质量为 231 kD。

▼ 测绘

通过 FISH 和基因组序列分析，Rega 等人（2001）将 SETD2 基因定位到染色体 3p21.3-p21.2。

▼ 基因功能

Faber 等人使用酵母 2-杂交测定法（1998）表明 HYPB 与亨廷顿病淋巴母细胞提取物中正常和突变的亨廷顿蛋白相互作用。这种相互作用是由 HYPB 的 WW 结构域和亨廷顿蛋白的 N 端富含脯氨酸的区域介导的，并且通过延长相邻的谷氨酰胺链而增强。

Rega 等人对 HeLa 细胞的核提取物进行了电泳迁移率变动分析（2001）证实内源性HBP231以序列特异性方式结合腺病毒E1A启动子的TS2基序。HBP231 表达在表达 E1A 的人胚胎肾细胞中升高，表明观察到的 E1A 自身激活可能是通过诱导 HBP231 表达来实现的。

孙等人（2005）表明人 HBP231 的 SET 结构域以及侧翼 AWS 和 postSET 结构域介导 H3K36 特异性组蛋白甲基转移酶活性。紧接着 WW 结构域的 HBP231 分离的低电荷区域显示出转录活性，但较长的构建体则没有。HBP231 的 C 末端片段，包含 AWS、SET 和 postSET 结构域、低电荷区域以及与过度磷酸化 RNA 聚合酶 II 相关的 WW 结构域（参见 180660），但不包含未磷酸化形式。结构域分析表明，WW 结构域的 C 端区域介导 HBP231 与磷酸化 RNA 聚合酶 II 的相互作用。孙等人（2005）得出结论，HBP231 可能协调组蛋白甲基化和转录调控。

酵母组蛋白脱乙酰酶 Rpd3 被招募至启动子并抑制转录起始。卡罗扎等人（2005）和基奥等人（2005）孤立地表明，酵母 SETD2 直系同源物 Set2 是一种与小型 Rpd3 复合物相关的组蛋白 H3K36 甲基转移酶，该复合物发出 Rpd3 对 ORF 脱乙酰化的信号并抑制转录起始。

通过免疫沉淀和下拉分析，Park 等人（2016）表明，人 SETD2 在体外通过其 SET 结构域直接与 α-微管蛋白（参见 602529）结合，在 K40 处甲基化 α-微管蛋白。对小鼠胚胎成纤维细胞（MEF）的分析表明，微管甲基化发生在有丝分裂和胞质分裂过程中，这可以通过Setd2的催化活性来完成。质谱分析显示，SETD2 在 K40 处对 α-微管蛋白进行甲基化，这也发生在体内，并确定 SETD2 是一种双功能甲基转移酶，可直接甲基化组蛋白和 α-微管蛋白。此外，对 Setd2 -/- 小鼠 MEF 的分析表明，Setd2 是一种有丝分裂微管甲基转移酶，因为 Setd2 -/- MEF 中微管的甲基化丢失。Setd2对于基因组稳定性和正常有丝分裂和胞质分裂是必需的，因为Setd2 -/- MEF表现出倍性和多核化的增加，以及有丝分裂和胞质分裂缺陷的增加。对人类细胞的进一步分析表明，SETD2 导致的 α-微管蛋白甲基化缺失导致有丝分裂和胞质分裂缺陷，证实 SETD2 是染色质和细胞骨架的双功能甲基转移酶。

通过生物信息学分析，Hacker 等人（2016）发现人类 SETD2 与其酵母直向同源物 Set2 之间存在高度的结构和序列同源性，特别是在它们的 SET 和 SRI 域中。在 SETD2 缺陷的人类细胞中，一些癌细胞（尤其是透明细胞肾细胞癌）中发现了具有 SET 结构域突变的 SETD2 表达，这表明不同的突变会差异性地破坏 SETD2 的稳定性，并对组蛋白 H3K36me3 产生不同的影响。一种 SET 结构域突变，从 arg1625 突变为 cys（R1625C），导致 RNA 减少和蛋白质半衰期缩短，用纯化的重组蛋白进行分析表明，该突变体催化活性的丧失不是由于蛋白质错误折叠或热稳定性降低，而是由于而不是减少底物结合。同样，Set2 中的域特异性突变对酵母中的 H3K36 甲基化状态产生不同的影响。然而，与人体细胞相比，组蛋白H3K36me2是不可缺少的，而H3K36me3则是可有可无的。进一步的分析表明，SETD2 介导的人类细胞中的 H3K36me3 与双链断裂和 DNA 损伤反应的有效解决相结合。

Xu 等人使用染色质免疫沉淀测序分析（2019）表明 H3K36me3 与完全生长的小鼠卵母细胞中的 DNA 甲基化相关。然而，H3K36me3 与 H3K4me3 和 H3K27me3 相互排斥，并且在不存在 DNA 甲基化的情况下，整体 H3K36me3 和 H3K27me3 不受影响。小鼠卵母细胞中 Setd2 的缺失导致雌性小鼠中期 II 卵母细胞数量减少和不育。H3K36me3 在 Setd2 缺陷的卵母细胞中丢失，导致整体 DNA 甲基化水平的改变、H3K4me3 和 H3K27me3 的重新分配，以及随后染色质可及性的变化。H3K27me3（而非 H3K4me3）的重新分布部分导致 Setd2 缺陷的卵母细胞中基因表达异常。Setd2 可能通过 H3K36me3 介导的 Dnmt3a（602769）/Dnmt3l（606588）募集以及同时抑制 H3K4me3 促进母体印记的建立。结果，母体印记和印记控制区域的异位 H3K4me3 在 Setd2 缺陷的卵母细胞中丢失。作者发现，母体 H3K36me3 在受精后的早期胚胎中短暂遗传，就像早期发育过程中的 H3K4me3 和 H3K27me3 一样。在 Setd2 缺陷卵母细胞中观察到的母体表观基因组缺陷和基因表达异常在受精后的 1 细胞胚胎中遗传。因此，母体 Setd2 的缺失导致母体 DNA 复制缺失，合子基因组激活和母体 RNA 清除失败，导致植入后 1 细胞停滞并导致 Setd2 缺陷胚胎死亡。进一步的研究表明，卵母细胞的细胞质和染色质缺陷都会导致 Setd2 缺陷胚胎的致死率，并且母体表观基因组的 Setd2 依赖性模式对于植入后发育至关重要。

▼ 分子遗传学

卢斯坎-卢米什综合征

奥罗克等人（2012, 2012）对来自自闭症谱系障碍（ASD） Simons Simplex Collection（SSC）的 209 个家庭的总共 677 个个体外显子组进行了测序，并鉴定了 4 个患有 ASD 和 SETD2 基因杂合突变的个体：2 个具有无义突变（父系-遗传性 C94X 和母系遗传 Q7X），1 例具有从头 I42F 错义突变，1 例（患者 12565.p1）具有从头移码突变。卢米什等人（2015）指出，携带移码突变的患者（612778.0001）也有发育迟缓、从 4 岁时开始出现非热性惊厥、运动迟缓、非语言智商低于正常水平以及巨头畸形的病史，称为 Luscan-Lumish 综合征。 LLS；616831）。

约西福夫等人（2014）对来自 2,500 多个单一家庭（每个家庭都有一个患有 ASD 的孩子）的外显子组进行了测序，并鉴定了 2 个不相关的个体，这些个体具有 SETD2 基因突变、1 个碱基对缺失和错义变异。大多数家庭来自 ASD SSC。

Luscan 等人在 2 名“索托斯综合征样”患者中（2014）鉴定了 SETD2 基因的杂合突变（612778.0002 和 612778.0003）。dbSNP、1000 基因组计划或外显子组变异服务器数据库中均未报告这两种变异。

Lumish 等人对一名患有 Luscan-Lumish 综合征的 17 岁女孩进行了全外显子组测序（2015）在 SETD2 基因中发现了一个杂合的从头移码突变（612778.0004）。NHLBI 外显子组测序项目数据库、dbSNP 数据库中的约 6,000 名欧洲和非裔美国人血统个体或 GeneDx 测序的 9,000 多个临床外显子组中未观察到该突变。

van Rij 等人在 2 名患有智力障碍、言语迟缓、自闭症谱系障碍和符合 Luscan-Lumish 综合征的巨头畸形患者中进行了研究（2018）鉴定了 SETD2 基因（NM_014159.6）中的从头杂合移码突变。其中包括外显子 3 中的删除/插入（c.1647_1667delinsAC）和外显子 15 中的单碱基对删除（c.6775delG），两者都会导致移码和过早终止密码子。这些变异在两名患者未受影响的父母中均不存在。

Marzin 等人在 4 名 Luscan-Lumish 综合征患者中进行了研究（2019）在SETD2基因（NM_014159.6）中鉴定出2个无义突变（K1426X和Y2157X）和2个错义突变（Y1666C和R1625H），所有这些突变都位于催化结构域SET2中。在对 4 名患者和 9 名之前报告的 LLS 患者进行回顾后，作者发现突变是分布在整个基因中的基因内功能丧失变异（69% 截短和 31% 错义）。

Chen 等人对 2 名患有自闭症谱系障碍和 Luscan-Lumish 综合征其他特征的患者进行了靶向测序（2021）鉴定了 SETD2 基因（NM_014159）中的 2 个从头突变：剪接突变（c.4715+1G-A）和错义突变（c.3185C-T，P1062L）。大型公共数据库中均未报告这两种变体。作者还评估了 17 个报告的从头 SETD2 变体（8 个移码、1 个无义、7 个错义、1 个框内删除）。所有错义变异都发生在进化上保守的残基处。使用 ACMG 标准，19 个变异中的 13 个被分类为致病性，5 个被分类为可能致病，1 个（错义）被分类为意义不确定的变异。

拉宾-帕帕斯综合症

Rabin 等人在 12 名不相关的 Rabin-Pappas 综合征（RAPAS; 620155）患者（第 1 组）中进行了研究（2020）鉴定了 SETD2 基因中的从头杂合错义突变（R1740W; 612778.0005）。该突变是通过临床遗传学服务发现的，但在 gnomAD 数据库中不存在。通过协作努力确定患者，并回顾性确定表型。没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究。患者具有智力障碍、无法行走或说话、多器官系统受累等严重表型，被认为与SETD2基因其他突变的患者不同，包括同一密码子有不同突变的患者（R1740Q；612778.0006）。

智力发育障碍 70，常染色体显性遗传

Rabin 等人在 3 名患有常染色体显性智力发育障碍 70（MRD70; 620157）的无关患者（第 2 组）中（2020）鉴定了 SETD2 基因中的从头杂合错义突变（R1740Q; 612778.0006）。该突变是通过临床遗传学服务发现的，但在 gnomAD 数据库中不存在。通过协作努力确定患者，并回顾性确定表型。没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究。患者发育迟缓，智力发育中度受损，头围偏低，畸形特征多样且轻度，并且没有其他先天异常或全身受累。该表型被认为与SETD2基因其他突变的患者不同，包括同一密码子具有不同突变的患者（R1740W；612778.0005）。

▼ 等位基因变异体（6 个精选示例）：

.0001 卢斯坎-卢米什综合征
SETD2，1-BP DEL，6341A

O'Roak 等人通过对 Simons Simplex Collection 患者进行外显子组测序（2012）在 SETD2 基因中发现了一个从头杂合的 1-bp 缺失（c.6341delA, NM_014159），导致患有自闭症谱系障碍的女性（患者 12565.p1）发生移码（Asn2114IlefsTer33）。卢米什等人（2015）指出，该患者还存在发育迟缓、癫痫发作、运动迟缓、智商低于正常水平和巨头畸形（Luscan-Lumish 综合征，616831）。

.0002 卢斯坎-卢米什综合征
SETD2，LEU1815TRP

Luscan 等人对一名患有 Luscan-Lumish 综合征（LLS；616831）的 26 岁法国男子进行了诊断，他被诊断为“索托斯样综合征”（2014）在 SETD2 基因中鉴定出一个从头杂合的 c.5444T-G 颠换（c.5444T-G, NM_014159.6），导致保守残基处的 leu1815 至 trp（L1815W）取代。在 dbSNP、1000 Genomes Project 或 Exome Variant Server 数据库中未发现该突变。

.0003 卢斯坎-卢米什综合征
SETD2，GLN274TER

Luscan 等人在一名患有 Luscan-Lumish 综合征（LLS; 616831）的 23 岁女性中被诊断为“索托斯样综合征”（2014）鉴定了杂合 c.820C-T 转换（c.820C-T, NM_014159.6），导致 gln274 到 ter（Q274X）取代。该女子是被收养的，她的亲生父母无法接受检测。在 dbSNP、1000 Genomes Project 或 Exome Variant Server 数据库中未发现该突变。

.0004 卢斯坎-卢米什综合征
SETD2，1-BP DEL，2028T

Lumish 等人对一名患有 Luscan-Lumish 综合征（LLS; 616831）的 17 岁女孩进行了全外显子组测序（2015）在 SETD2 基因中发现了一个杂合的从头 1-bp 缺失（c.2028delT, NM_014159.6），导致移码（Pro677LeufsTer19）。NHLBI 外显子组测序项目数据库、dbSNP 数据库中的大约 6,000 名欧洲和非裔美国人血统的个体或 GeneDx 测序的 9,000 多个临床外显子组中未观察到这种突变。

.0005 拉宾-帕帕斯综合征
SETD2，ARG1740TRP

Rabin 等人在 12 名不相关的 Rabin-Pappas 综合征（RAPAS; 620155）患者（第 1 组）中进行了研究（2020）在 SETD2 基因中发现了一个从头杂合的 c.5218C-T 转换（c.5218C-T，NM_014159.6），导致未知区域中保守残基处的 arg1740 至 trp（R1740W）取代功能。该突变是通过临床遗传学服务发现的，但在 gnomAD 数据库中不存在。通过协作努力确定患者，并回顾性确定表型。没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究。这些患者具有智力障碍、无法行走或说话以及多器官系统受累的严重表型，这被认为与其他SETD2突变患者不同。

.0006 智力发育障碍，常染色体显性遗传 70
SETD2，ARG1740GLN

Rabin 等人在 3 名患有常染色体显性智力发育障碍 70（MRD70; 620157）的无关患者（第 2 组）中（2020）在 SETD2 基因中鉴定出一个从头杂合的 c.5219G-A 转换（c.5219G-A，NM_014159.6），导致 arg1740 到 gln（R1740Q）的替换位于以下区域的保守残基处：未知功能。该突变是通过临床遗传学服务发现的，但在 gnomAD 数据库中不存在。通过协作努力确定患者，并回顾性确定表型。没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究。患者发育迟缓，智力发育中度受损，头围偏低，畸形特征多样且轻度，并且没有其他先天异常或全身受累。该表型被认为与 SETD2 基因其他突变患者的表型不同。