小核核糖核蛋白多肽 N; SNRPN

SMN

本条目中代表的其他实体：
SNRPN 上游阅读框架，包括；SNURF，包括在内

HGNC 批准的基因符号：SNRPN

细胞遗传学位置：15q11.2 基因组坐标（GRCh38）：15:24,823,637-24,978,723（来自 NCBI）

▼ 说明

SNRPN 或 SNURF-SNRPN 是一种双顺反子印记基因，编码 2 种多肽：参与 RNA 加工的 SmN 剪接因子和 SNRPN 上游阅读框（SNURF） 多肽。SNRPN 基因仅从父系遗传的染色体转录，在大脑和心脏中表达最高。SNRPN 位于 15 号染色体上的印记基因簇内，该基因簇与 Prader-Willi 综合征（PWS; 176270） 和 Angelman 综合征（AS; 105830） 这两种临床上不同的神经遗传性疾病相关。PWS 是由于该区域仅由父本染色体表达的基因功能丧失所致，表明 SNRPN 可能在其病因学中发挥作用（Rodriguez-Jato 等，2005）。

▼ 克隆与表达

剪接体中发现的小核核糖核蛋白颗粒（snRNP） 含有小 RNA U1（180680）、U2（180690）、U4、U5（180691） 和 U6（180692） 以及相关多肽。其中一些多肽存在于所有 5 个 snRNP 中，而其他多肽是 U1 或 U2 snRNP 所独有的或具有组织限制的表达模式。SnRNP 相关蛋白具有与自身免疫血清反应的表位。利用这种抗血清（Sm），鉴定出一种称为 SmN 的蛋白质，随后克隆了该基因（McAllister 等，1988；Li 等，1989；Schmauss 等，1989）。尽管 SmN 的序列显示它与普遍存在的核心 snRNP 蛋白 B 及其选择性剪接形式 B-pr​​ime 高度同源，但 Ozcelik 等人（1992） 指出 SmN 主要在大脑中表达，尤其是在中枢神经元中。他们认为 SmN 可能参与大脑特异性 mRNA 剪接。

SNRPN 上行阅读帧（SNURF）

孙等人（1996） 报道了一名具有 PWS 表型和父系起源的平衡相互易位 t（15;19）（q12;q13.41） 的患者，其中断点发生在 SNRPN 基因座的外显子 0 和 1 之间，位于 SmN 开放之外阅读框架。根据他们的发现，Sun 等人（1996）提出SNRPN的3个上游外显子（外显子-1、0和1）编码一个额外的孤立阅读框，SNURF（SNRPN上游阅读框）。

多顺反子转录本在原核生物中很常见，但在真核生物中很少见。格雷等人（1999） 发现 5 种真兽类哺乳动物（牛、大鼠、小鼠、兔和人）具有高度保守的 SNURF 编码序列。SNURF 中的绝大多数核苷酸取代被发现位于摆动密码子位置，为蛋白质编码功能的选择提供了强有力的进化证据。由于 SNURF-SNRPN 对应到人类染色体 15q11-q13 并且是父系表达，因此每个顺反子都是印记 PWS 和 PWS 小鼠模型中的候选者。SNURF 编码一种高度碱性的 71 个氨基酸的核定位蛋白（如 SNRPN 基因的产物）。由于 SNURF 是 15q11-q13 印记调控区内唯一的蛋白质编码序列，因此它可能为该域中的印记提供了原始选择。一些人体组织仅表达少量的 SNURF 转录本，而小鼠组织仅表达双顺反子 Snurf-Snrpn 转录本。格雷等人（1999） 表明 SNURF 和 SNRPN 在正常人类和小鼠组织和细胞系中翻译，但在 PWS 中不翻译。这些发现确定 SNURF 是一种与 SNRPN 一起从双顺反子转录物产生的蛋白质；因此，多顺反子 mRNA 在哺乳动物基因组中编码，在那里它们可以形成功能操纵子。

通过数据库分析，Wawrzik 等人（2009） 从 SNURF-SNRPN 区域鉴定了几个新的转录本，其中 1 个包括来自上游 PWRN1 基因（611215） 的外显子 23。对胎儿大脑和睾丸的外显子连接 PCR 分析检测到 4 个转录本，其中 2 个显示 3-prime PWRN1 外显子和 SNURF-SNRPN 外显子之间的剪接。瓦尔齐克等人（2009）提出PWNR1不是一个孤立的基因，而是SNURF-SNRPN的替代5素部分。他们还从该区域鉴定了一个身份未知的转录本，在 GenBank 中表示为 BC035402，该转录本在减数分裂时的睾丸中表达上调。

UBE3A 反义转录本

朗特等人（2001） 报道了 UBE3A（601623） 的长加工反义转录本起始于 SNURF-SNRPN 基因 5-prime 末端的印记中心（IC）。有关此反义转录本的更多信息，请参阅 SNHG14（616259）。

▼ 基因结构

朗特等人（2001）确定SNURF-SNRPN核心基因有10个外显子。外显子 1 至 3 编码 SNURF，外显子 4 至 10 编码 SNRPN。上游外显子 U5 包含 AS-IC 元件，而外显子 1 包含 PWS-IC 元件。

有关包含 SNURF-SNRPN 的转录单元的更多信息，请参阅 SNHG14（616259）。

▼ 测绘

通过对体细胞杂交体和杂交细胞系的研究，Ozcelik 等人（1992） 将 SNRPN 基因对应到染色体 15q12，并将加工后的假基因 SNRPNP1 对应到染色体 6pter-p21。此外，他们还表明 SNRPN 对应到对普瑞德威利综合征至关重要的最小缺失间隔。

穆蒂兰古拉等人（1993） 构建了 Prader-Willi/Angelman 综合征染色体区域的完整 YAC 重叠群，并将 SNRPN 基因定位到重叠群内的特定 YAC。

莱夫等人（1992） 表明小鼠 Snrpn 基因定位到 7 号染色体上与人类染色体 15q11-q13 同源的区域。

▼ 基因功能

SNRPN 的印记

莱夫等人（1992） 证明 Snrpn 基因在小鼠中具有母系印记，这表明父系衍生的 SNRPN 等位基因的丢失可能与 PWS 表型有关。卡塔纳赫等人（1992） 报道的观察表明，小鼠 7 号染色体中央部分（Snrpn 基因所在的位置）的母体复制会导致可能与 PWS 相对应的印记效应。父本重复与任何可能与天使综合征相对应的可检测到的效应无关。

格伦等人（1993） 使用 RT-PCR 证明了人类 SNRPN 基因的功能印记。在普瑞德-威利综合征患者培养的皮肤成纤维细胞中未观察到表达，但在所有天使综合征患者和正常对照中均发现表达。格伦等人（1993） 还在 SNRPN 基因的内含子 5 内证明了亲本特异性 DNA 甲基化印记，这表明该基因的亲本特异性表达可能通过表观遗传机制遗传。因此，作者发现印记模式满足 SNRPN 参与 PWS 发病机制的 1 个主要标准。

Reed 和 Leff（1994） 表征了人类 SNRPN 基因表达部分内的序列多态性，并表明 SNRPN 基因在胎儿大脑和心脏以及成人大脑中单等位基因表达。对母体 DNA 和 SNRPN cDNA 的分析证实，母体等位基因在胎儿大脑和心脏中不表达。因此，母亲的 SNRPN 印记支持了父亲缺乏 SNRPN 是造成 PWS 表型的假设。

为了检查 15q11-q13 区域印记的染色质基础，Saitoh 和 Wada（2000） 研究了 SNURF-SNRPN 基因座的组蛋白乙酰化状态，该基因座是 PWS 中的关键印记基因。染色质免疫沉淀研究表明，活性、父源等位基因的未甲基化 CpG 岛与乙酰化组蛋白相关，而甲基化母源、非活性等位基因则特异性地低乙酰化。SNURF-SNRPN 基因的主体与两个等位基因上的乙酰化组蛋白相关。用 DNA 甲基转移酶抑制剂 5-氮杂脱氧胞苷处理 PWS 细胞，诱导 SNURF-SNRPN CpG 岛去甲基化，并恢复母体等位基因的基因表达。再激活与 SNURF-SNRPN CpG 岛 H4 乙酰化增加相关，但与 H3 乙酰化无关。这些发现表明（1）组蛋白脱乙酰化在基因沉默中的重要作用与 15q11-q13 中的印记相关，（2）PWS 中沉默的基因可以通过药物治疗重新激活。因此，提高了药物治疗印记相关疾病的潜力。

Li 等人使用 Zfp57（612192） 突变小鼠（2008） 发现 Zfp57 是雌性种系中 Snrpn 基因座母体印记所必需的。

SNRPN-联合印记中心

迪特里希等人（1996） 报道了印记中心的存在，该中心对应到染色体 15q11-q13 的 100 kb 区域。该印记中心编码 SNRPN 基因的替代转录本。新的外显子缺乏蛋白质编码潜力，仅从父本染色体表达。他们还报告说，具有印记突变的家族在这个转录单位中也有突变。SNRPN 替代 5-prime 外显子（称为 BD 转录本）的缺失和点突变与几个患有 Angelman 综合征的家庭中母本印记转换的阻断有关。在几个患有普瑞德-威利综合征的家庭中，SNRPN 外显子 1 的缺失与母本印记转换的阻断有关。根据他们的研究，Dittrich 等人（1996） 提出了一种印记切换模型。在此模型中，压印中心由压印机和压印开关起始位点组成。印记器对 BD 转录本进行编码。他们提出，印记子仅从父本染色体转录，并且它以顺式作用于开关起始位点（SNRPN 启动子、外显子 1 或附近的位点），可能是通过引入染色质结构的变化。

Prader-Willi 综合征和 Angelman 综合征是分别由人类 15q11-q13 缺乏父系或母系贡献引起的神经遗传性疾病。它们涉及相反的印记基因：父系表达的 PWS 基因和母系表达的 AS 基因。印记 SNRPN 基因的转录单位缺失发生在患有 PWS 或 Angelman 综合征的患者中，因为该染色体结构域中的亲本印记转换失败。有人认为，在 PWS 患者中缺失的 SNRPN 外显子 1 区域包含一个印记开关元件，15q11-q13 结构域的母本和父本表观基因型均源自该元件。使用模式生物果蝇，Lyko 等人（1998）表明该区域的一个片段可以在转基因果蝇中充当沉默子。抑制是从该元件中特异性检测到的，并且不能用对照人类序列观察到。额外的实验允许将沉默子描绘为包含 SNRPN 启动子区域的 215 bp 片段。这些结果提供了基因组印记和进化上保守的沉默机制之间的额外联系。莱科等人（1998） 表明所鉴定的元件参与印记 15q11-q13 结构域的远程调节或局部抑制母体等位基因的 SNRPN 表达。

施韦泽等人（1999） 研究了 SNRPN 转录单元 5-prime 区域内的小微缺失影响顺式 15q11-q13 中远距离印记基因的转录活性和甲基化状态的机制。他们分析了 150 kb SNRPN 转录单元的染色质结构中的 DNaseI 和 MspI 超敏感位点。通过对来自 PWS 和 AS 个体的淋巴母细胞系进行体内方法，他们发现 SNRPN 基因的外显子 1 两侧是父系等位基因上突出的过敏位点，但母系等位基因上的核酸酶完全无法接近。相比之下，他们在母体等位基因上发现了几个核酸酶过敏性增加的区域，其中一个与 AS 的最小微缺失区域一致，另一个位于紧邻父本特异性过敏位点下游的内含子 1 中。在几个位点，发现亲本起源特异性核酸酶超敏反应与另一亲本贡献的等位基因的高甲基化相关。施韦泽等人（1999）表明，差异亲本起源依赖性染色质构象可能控制调节蛋白复合物和/或RNA的进入，介导该区域与其他基因的相互作用。

一些观察结果表明，AS-SRO（最短重叠区域）和 PWS-SRO 内的顺式元件构成了一个印记框，可调节两条染色体上的整个结构域。谢默等人（2000）表明，由 200 bp Snrpn 启动子/外显子 1 和位于 SNRPN 启动子上游约 35 kb 的 1 kb 序列组成的微型转基因通过差异甲基化、亲本特异性转录和异步复制。

格恩斯等人（2003） 研究了人类精子、生发囊泡卵母细胞、中期 I 和中期 II 阶段以及植入前胚胎中 SNRPN 基因印记控制区的甲基化模式。在精子中，几乎所有潜在的甲基化位点都是未甲基化的，而在所有 3 个发育阶段的卵母细胞中都发现了接近完全的甲基化模式。在胚胎中，发现平均甲基化模式为 53%，这表明在配子发生过程中设定的印记在植入前胚胎中稳定维持。格恩斯等人（2003） 的结论是，SNRPN 基因印记控制区的母体印记已经在生发囊泡阶段重建，并且不会像之前报道的那样在卵母细胞晚期或受精后重建。

坎特等人（2004）构建了包含4.3-kb PWS-SRO序列和880-bp AS-SRO序列的转基因，并确定该转基因执行了整个印记过程。该转基因的表观遗传特征与之前在内源基因座上观察到的特征相似，因此可以在小鼠配子和早期胚胎中进行分析。在配子中，他们在 AS-SRO 上发现了一个差异甲基化的 CpG 簇（DMR），该簇在精子中甲基化，在卵母细胞中未甲基化。该 DMR 特异性结合母体等位基因歧视蛋白，当母体等位基因 PWS-SRO 甲基化发生时，该蛋白通过植入参与 DMR 维持。虽然配子中需要 AS-SRO 才能赋予 PWS-SRO 甲基化，但在后期开发中它是可有可无的。

SNRPN 5-prime 区域与 PWS 印记中心共定位，并包含 2 个 DNase I 超敏感位点，即 SNRPN 启动子处的 DHS1 和内含子 1 内的 DHS2，仅位于父系遗传染色体上。罗德里格斯·贾托等人（2005） 检查了 DHS1 和 DHS2，以确定内源 SNRPN 5 引物区域内的顺式和反式作用调节元件。通过体内足迹和染色质免疫沉淀对 DHS1 进行分析，确定了与多种调节蛋白的等位基因特异性相互作用，包括调节参与线粒体和代谢功能的基因的 NRF1（600879）。DHS2 充当 SNRPN 启动子的增强子，并包含一个高度保守的区域，该区域显示出与未磷酸化 RNA 聚合酶 II（参见 180660）、YY1（600013）、Sp1（189906） 和 NRF1 的等位基因特异性相互作用，进一步表明NRF1 对 SNRPN 基因座的调节。

在小鼠和人类中，Snrpn 基因上游替代启动子表达的几个替代外显子被表达为 IC 转录本（Bressler 等，2001）。然而，人和小鼠IC转录物的核苷酸序列之间不存在相似性。在小鼠中，Mapendano 等人（2006） 发现 Snrpn IC 转录本在大脑和卵巢中强烈表达，但在其他组织中没有。大脑中的表达水平是卵巢中的 7 倍。在次级卵泡和发育卵泡的卵母细胞和颗粒细胞中观察到原位杂交信号。马彭达诺等人（2006）表明IC转录本可能与母体染色体上PWS-IC甲基化作为AS-IC顺式作用元件的建立有关。

▼ 细胞遗传学

孙等人（1996） 报道了一名具有 PWS 表型和平衡相互易位 t（15;19）（q12;q13.41） 的患者，其起源于父系。通过 FISH 分析和 Southern blot 杂交检测 DNA，他们发现易位断点发生在 SNRPN 基因座的外显子 0 和 1 之间，位于 SmN 开放解读码组之外。孙等人（1996） 报道，通过 RT-PCR 从该患者的成纤维细胞中检测到 ZNF127（MKRN3; 603856）、IPW、PAR1（600161） 和 PAR5（600162） 的转录活性，而转录仅从前 2 个外显子和RT-PCR 检测 SNRPN 的最后 7 个外显子。未检测到完整的 SNRPN mRNA（10 个外显子）。孙等人（1996） 认为假定的 SNURF 序列在该患者中会被中断，并且这种中断可能在 PWS 表型的病因学中发挥作用。

库斯利奇等人（1999）同样在普瑞德-威利综合征患者中发现了从头平衡易位：（4;15）（q27;q11.2）pat。断点位于 SNRPN 外显子 2 和 3 之间。亲本来源研究表明不存在单亲二体性，也没有明显的缺失。通过RT-PCR检测，该患者的外周血细胞表达ZNF127、SNRPN外显子1和2、IPW和PAR1，但不表达SNRPN外显子3和4或PAR5。库斯利奇等人（1999） 的结论是，该患者和 Sun 等人报道的患者（1996） 支持这样的论点：完整的基因组区域和/或 SNRPN 外显子 2 和 3 的转录在 PWS 主要临床表型的表现中发挥着关键作用。

舒尔茨等人（1996） 提出的证据表明 SNRPN 不是 Prader-Willi 综合征的主要决定因素。他们将与大多数 PWS 特征相关的平衡易位（9;15）pat 的断点对应到 SNRPN 和 PAR1 之间的区域。甲基化和表达研究表明，父本 SNRPN 等位基因不受易位影响，而 IPW 和 PAR1 不表达。这将注意力集中在断点远端的基因上，作为 PWS 基因的主要候选基因，并被认为与位于 SNRPN 附近的假定印记中心（IC） 基因的顺式作用一致（Sutcliffe 等人，1994；Buiting 等人， 1995）。舒尔茨等人（1996） 提出，对印迹区域易位破坏的进一步研究可能会建立 Prader-Willi 综合征的基因型/表型关系，他们认为这是一种连续基因综合征。

影响 15q11-q13 父本拷贝的平衡易位已被证明是普瑞德威利综合征（PWS） 或类似 PWS 特征的罕见原因。沃斯等人（2001） 报道了一名非典型 PWS 女性患者的从头平衡相互易位 t（X;15）（q28;q12）。该患者和 2 名先前报道的患者中的易位断点位于 SNURF-SNRPN 基因远端 70 至 80 kb 处，并定义了断点簇区域。这些断点破坏了该基因的几个先前未知的 3-prime 外显子之一。RT-PCR实验表明，断点远端的序列，包括C/D框snoRNA基因簇HBII-85以及IPW和PAR1，在患者体内不表达。作者认为这些序列的表达缺失可能导致 PWS 表型。

加拉格尔等人（2002） 认为 PWS 的最小关键区域约为 121 kb，位于超过 460 kb 的 SNRPN 基因座内，其边界是在 3 个具有平衡相互易位的 PWS 个体中发现的断点簇区域，以及一个近端删除断点。在一位未受影响的母亲、她的 3 个患有 AS 的孩子和她的父亲中发现了家族性缺失。该区域内 SNRPN 编码的 snoRNA 子集包括 PWCR1/HBII-85（SNORD116-1; 605436） snoRNA 簇和单个 HBII-438A snoRNA。这些是该区域内唯一已知的基因，这表明它们表达的丧失可能是 PWS 大部分或全部表型的原因。这一假设受到 2 名 PWS 个体的研究结果的挑战，这些个体在所提出的最小关键区域上游具有带断点的平衡易位，但据报道其细胞在其中与这些 snoRNA 相邻的位置表达转录本。Gallagher 等人通过使用实时定量 RT-PCR（2002） 重新评估了其中 1 名患者的成纤维细胞中这些转录物和 snoRNA 本身的表达。他们发现，据报道在淋巴母细胞-体细胞杂交体中表达的转录本在成纤维细胞中并不表达，他们认为最初的结果被误解了。最重要的是，他们表明 PWCR1/HBII-85 snoRNA 在该个体的成纤维细胞中不表达。这些结果与假设最小关键区域中 snoRNA 表达缺失导致 PWS 的大部分或全部表型的假设一致。

▼ 分子遗传学

Ishikawa 等人在 2 名具有 PWS 典型表型但 15q 没有细胞遗传学可检测缺失的同胞中（1996） 通过荧光原位杂交证明了 SNRPN 的缺失。

别林斯卡等人（2000） 报道了一个 PWS 家族，其中父亲因父亲染色体上的印记中心缺失而镶嵌。缺失的染色体在他的体细胞中获得了母体甲基化印记。在由具有相似缺失的两个孤立胚胎干细胞系产生的嵌合小鼠中也进行了相同的观察。别林斯卡等人（2000） 得出结论，Prader-Willi 综合征印记中心元件不仅是父系印记的建立所必需的，而且也是其合子后维持所必需的。

▼ 动物模型

SNRPN启动子嵌入母本甲基化的CpG岛中，仅从父本染色体表达，并且位于切换到和/或维持父本表观基因型所需的印记中心内。在小鼠和人类中，SNRPN 基因以及该区域的其他基因座都受到基因组印记的影响。布雷斯勒等人（2001） 表明，小鼠 Snrpn 外显子 1 的 0.9 kb 删除不会破坏印记或引发任何明显的表型，尽管它确实允许检测以前未知的上游外显子。相比之下，较大的重叠 4.8 kb 缺失会导致部分或马赛克印记缺陷以及父系遗传时的围产期致死率。

作为 Prader-Willi/Angelman 域基因组印记研究的一部分，Tsai 等人（2002） 将刺鼠毛色框插入小鼠 Snurf-Snrpn 基因座的下游开放解读码组（ORF）。与 Snurf-Snrpn 一样，该融合基因在母系中被沉默，并且只有在其他黑色小鼠中从父系遗传时才会产生棕褐色的腹部。通过 ENU 诱变对显性表观遗传或遗传事件进行筛选，使用的策略是在断奶时对腹部颜色的变化进行评分。一只具有融合基因母体来源的小鼠具有棕褐色腹部，并具有印记缺陷，导致母体甲基化缺失和融合基因沉默。一只具有融合基因父本来源的小鼠呈完全黄色，并被发现在编码 Snurf 的上游 ORF 的起始密码子中存在 ATG 至 AAG 突变。Northern 印迹、免疫印迹和转染研究表明，该突变导致 2 个融合构建体中下游 ORF 的翻译增加 15 倍，这使得作者提出类似的翻译控制也可能影响正常的 Snurf-Snrpn 转录本。

皮里等人（2007） 在小鼠中产生了 2 个缺失，其位置类似于人类 AS-IC SNRPN 基因上游的位置。两种缺失均未产生印记缺陷，表明 AS-IC 的位置在人类和小鼠之间并不严格保守。

超排卵（卵巢刺激）是一种用于人类生育力低下/不孕症治疗的辅助生殖技术（ART），它与 ​​Angelman（105830） 和 Beckwith-Wiedemann 综合征（130650） 等印记疾病发生频率的增加相关。市场-Velker 等人（2010） 研究了超排卵对个体小鼠囊胚期胚胎基因组印记的影响。超数排卵扰乱了母本和父本表达基因的基因组印记。观察到 Snrpn、Peg3（601483） 和 Kcnq1ot1（604115） 的丢失以及 H19（103280） 印记甲基化的增加。这种扰动是剂量依赖性的，激素剂量越高，异常印迹甲基化就越频繁。母本和父本 H19 甲基化均受到超数排卵的干扰。市场-Velker 等人（2010）假设超排卵可能在卵子发生过程中产生双重效应，破坏生长中卵母细胞印记的获得，以及随后在植入前发育过程中维持印记所需的母体效应基因产物。