叉头框蛋白 I3； FOXI3
HGNC 批准的基因符号：FOXI3
细胞遗传学定位：2p11.2 基因组坐标 (GRCh38)：2:88,446,787-88,452,693 （来自 NCBI）
HGNC 批准的基因符号：FOXI3
细胞遗传学定位：2p11.2 基因组坐标（GRCh38）：2:88,446,787-88,452,693（来自 NCBI）
▼ 说明
Foxi3是一种转录因子，似乎与头发、牙齿和内耳发育有关（Drogemuller 等，2008；Khatri 等，2014；Birol 等，2016）。
▼ 克隆与表达
人类FOXI3基因编码 420 个氨基酸的蛋白质（Drogemuller 等，2008）。
在小鼠胚胎的整体原位杂交实验中，Drogemuller 等人(2008)在头发和胡须基板以及发育中的牙齿的上皮细胞中 检测到Foxi3转录物的高度特异性表达，这与该基因在这些器官发育中的功能作用一致。
卡特里等人(2014)发现Foxi3在早期阶段在非神经外胚层中表达，随后在鸡胚的前基板区 (PPR) 中表达。
通过小鼠胚胎的原位杂交，Birol 等人(2016)发现Foxi3在外胚层中普遍表达，首先限制于沿着整个身体轴的非神经外胚层，然后随着第一个体节的添加而限制于前基板区域和未来的耳基板。Foxi3在 8 体节阶段从耳基板上消失。
▼ 基因结构
德罗格米勒等人(2008)发现犬Foxi3基因由 2 个外显子组成。
▼ 测绘
犬科动物Foxi3基因定位于 17 号染色体；人类基因，至 2p11.2（Drogemuller 等人，2008）。
▼ 基因功能
卡特里等人(2014)表明，鸡胚中下胚层的消融而非中内胚层的消融导致非神经外胚层中Foxi3的快速下调。Foxi3、非神经基因 Dlx5 ( 600028 ) 和 PPR 基因能够在非神经外胚层中相互调节表达。Foxi3对于 PPR 组织响应 FGF（参见131220）信号传导而表达耳基板标记物是必需的，但还不够。Foxi3功能在原肠胚阶段不是 PPR 基因表达所必需的，也不是 PPR 外胚层响应 FGF 信号传导所需的，但对于耳基板诱导的最后步骤是必需的。
▼ 分子遗传学
Quiat 等人在来自意大利裔美国人血统 5 代家庭的 4 名受影响个体中，患有小耳症，伴或不伴耳闭锁，映射到 2 号染色体（CFM2；620444） (2023)鉴定了FOXI3基因中错义突变的杂合性(R236W；612351.0001 )。对 24 名家庭成员进行的 Sanger 测序显示，其中 15 人携带 R236W 替换，其中只有 5 人受到影响，表明外显率降低了 33%。对 413 个具有小耳-颅面微小症 (CFM) 疾病表型的家族的外显子组测序数据分析显示，另外 3 个家族患有FOXI3突变，其中包括一对患有小耳症和耳道闭锁的拉丁美洲母女，她们是另一种错义突变的杂合子（R240C；612351.0002）。在其余 2 个亲属中，移码突变与 CFM 相关，包括一名欧洲和西班牙裔女性患者的 1-bp 缺失 (c.703delC)，患有双侧下颌发育不全、右侧巨大口和双侧 III 级小耳畸形，并伴有听觉闭锁，她从未受影响的母亲那里继承了缺失；3 个患有 CFM 的阿拉斯加原住民兄弟中存在 9-bp 重复 (c.686_705dup)，他们从未受影响的父亲那里继承了该重复。与 gnomAD 相比，对这些患者中变异频率的分析表明，受影响个体中的每种变异都有显着的负担（每个变异 p = 1.7 x 10(-4)，合计 p = 5.8 x 10(-8)）。奎特等人(2023)指出，这些携带FOXI3变异的亲属表现出不完全的外显率和可变的表达性，包括单侧或双侧受累以及对下颌骨的影响方面的家族内变异，并指出观察到的变异是否是由于修饰等位基因或环境因素，或本质上是随机的，仍有待确定。
毛等人(2023)研究了 670 名来自欧洲、中国或巴基斯坦血统无关血统的 CFM 患者，并在 21 名先证者 (3.1%) 中发现了FOXI3基因中的 18 种可能的致病性变异。大多数患者患有孤立性 III 型小耳症，并且家系中的外显率显着降低。作者定义了一种假定的FOXI3修饰单倍型，但指出它并未与严重小耳症完全分离，也无法解释所有不完全外显率的病例。在一个中国大家庭中观察到家族内变异，其中 8 名受影响的个体在 3 代以上患有不同严重程度的小耳畸形，其为先前报道的 R236W 变异的杂合子，其中 1 名家庭成员患有严重的小颌畸形和牙齿异常，1 名仅缺乏小颌畸形。对耳轮的后脚。一对中国母子和一位患有单侧III型小耳症的欧洲先证者都是先前报道的R240C变异的杂合子；然而，欧洲家庭表现出外显率降低，先证者未受影响的父亲和两个兄弟中存在该变异。此外，巴基斯坦近亲家庭中存在隐性遗传，其中2个患有双侧III型小耳畸形的兄弟是FOXI3错义突变纯合子（F234L；612351.0003）；他们未受影响的第一代表亲父母和4名未受影响的兄弟姐妹是该变异的杂合子。一对患有双侧 III 型小耳畸形的欧洲血统父子在同一残基上存在不同的错义突变（F234V；612351.0004）。与野生型FOXI3相比，所有 18 个变体在转染的 HEK293T 细胞中均表现出荧光素酶活性降低。
▼ 动物模型
德罗格米勒等人(2008)使用全基因组关联图谱来识别无毛狗的致病基因突变。在无毛的中国冠毛犬以及墨西哥和秘鲁无毛犬中发现了Foxi3基因外显子 1 内的 7 bp 重复，导致移码和过早终止密码子。无毛狗的表型被归类为犬外胚层发育不良（CED），因为这些狗除了毛发稀疏或缺失之外，牙齿缺失或形状异常。CED 作为单基因常染色体半显性性状遗传；杂合子狗没有毛，纯合子突变体在胚胎发生过程中死亡。德罗格米勒等人(2008)认为Foxi3的单倍体不足是 CED 表型最可能的解释。
通过分析历史博物馆纯种无毛狗头骨样本中的 DNA 提取物，Kupczik 等人(2017)鉴定了FOXI3基因第一个外显子中的 7 bp 重复。他们对这些狗的牙齿表型进行了表征，并得出结论：FOXI3可能参与哺乳动物谱系内部和跨哺乳动物谱系（包括原始人类）的牙齿（牙尖）发育。
比罗尔等人(2016)发现Foxi3敲除小鼠胚胎中未能发生耳基板的诱导和耳囊的形成。由于 PPR 中细胞凋亡增加， Foxi3敲除小鼠胚胎的后后脑区域不存在耳基板细胞，尤其是未来耳基板和神经源基板形成的地方。进一步的分析表明Foxi3调节一些非神经外胚层和前基板基因的表达，因为Foxi3对于这些基因的表达是必需的。然而，Foxi3对于 FGF 信号通路成分的表达或耳基板诱导过程中 FGF 信号的接收不是必需的。小鼠胚胎中Foxi3的缺失导致膝状板和岩板及其神经节的缺失，以及三叉神经节下颌支的缺陷。
毛等人(2023)产生了Foxi3基因单点突变的小鼠，与人类 F234L 和 R240H 变体相当，但纯合突变小鼠没有明显的畸形。作者制作了一个三重突变敲入小鼠品系，其携带人类FOXI3 R236W、R238Q 和 R240H 变体的等效物，并观察到与人类 CFM 表型相似的异常现象。纯合三突变小鼠的新生儿比杂合小鼠或野生型小鼠要小，并且出生后立即死亡。杂合子仅在未融合的额骨之间显示出增生的骨骼，而新生纯合子小鼠则表现出下颌骨发育不全、上下颌融合、耳廓较小或缺失，以及耳部各种骨骼的异常，包括缺失耳廓。鼓室环、锤骨和砧骨，以及镫骨发育不全。
▼ 等位基因变异体（ 4 选例）：
.0001 颅面微小症 2
FOXI3 , ARG236TRP
Quiat等人在意大利裔美国人血统的 5 代家庭（亲属 1）的 5 名受影响成员中，其中 5 名受影响的个体患有单侧或双侧 II/III 级小耳症，伴或不伴耳闭锁（CFM2；620444）(2023)鉴定了FOXI3基因中 c.706C-T 转变 (c.706C-T, NM_001135649) 的杂合性，导致在推定的核定位序列内高度保守的残基处发生 arg236 到-trp (R236W) 的取代（国家LS）。对 24 名家庭成员进行的 Sanger 测序显示，其中 15 人携带 R236W 替换，其中 5 人受到影响，表明外显率降低了 33%。在转染的 HEK293 细胞的功能分析中，FOXI3 R236W 突变体在 49% 的细胞中表现出异常的细胞核和细胞质定位，并在 42% 的细胞中表现出细胞核排除，出现点状细胞质染色。
Mao等人在一个中国大家庭（CHN01）的3代以上的7名患有I型至III型小耳畸形的患者中，其中包括1名患者也表现出小颌畸形(2023)鉴定了FOXI3基因中 R236W 取代的杂合性。该变异也存在于一名家庭成员中，她唯一明显的缺陷是右耳对耳轮后脚的异常。对转染的 HEK293T 细胞的分析表明，与野生型FOXI3相比，R236W 突变体的荧光素酶活性显着降低。
.0002 颅面微小症 2
FOXI3 , ARG240CYS
Quiat 等人在一位患有小耳症和耳闭锁 (CFM2; 620444 )的拉丁美洲母女（亲属 2）中(2023)鉴定了FOXI3基因中 c.718C-T 转变 (c.718C-T, NM_001135649) 的杂合性，导致推定核定位序列内高度保守残基处的 arg236 至 trp (R236W) 取代（国家LS）。转染 HEK293 细胞的功能分析揭示了 R240C 突变体对FOXI3核定位 的破坏。
在一位中国母子（CHN03）和一位欧洲先证者（EUR01）中，他们都患有单侧（右侧）III型小耳症，Mao等人(2023)鉴定了先前报道的 R240C 变体的杂合性。欧洲家庭表现出外显率降低，先证者未受影响的父亲和两个兄弟中存在该变异。对转染的 HEK293T 细胞的分析表明，与野生型FOXI3相比，R240C 突变体的荧光素酶活性显着降低。
.0003 颅面微小症 2
FOXI3 ,PHE234LEU
在来自巴基斯坦近亲家庭的 2 名兄弟 (F252) 中，患有双侧 III 型小耳症和耳聋 (CFM2; 620444 )，Mao 等人(2023)鉴定了FOXI3基因中 c.702C-A 颠换 (c.702C-A, NM_001135649.3) 的纯合性，导致高度保守的 NLS 结构域内出现 phe234 到 leu (F234L) 的取代。他们未受影响的第一代表亲父母以及 4 个未受影响的兄弟姐妹都是突变杂合子。对转染的 HEK293T 细胞的分析表明，与野生型FOXI3相比，F234L 突变体的荧光素酶活性显着降低。
.0004 颅面微小症 2
FOXI3 ,PHE234VAL
在一对患有双侧 III 型小耳畸形 (CFM2; 620444 )的父子（EUR02 家庭）中，Mao 等人(2023)鉴定了FOXI3基因中 c.700T-G 颠换 (c.700T-G, NM_001135649.3) 的杂合性，导致高度保守的 NLS 结构域内出现 phe234 到 val (F234V) 的取代。对转染的 HEK293T 细胞的分析表明，与野生型FOXI3相比，F234V 突变体的荧光素酶活性显着降低。
