胶质细胞缺失转录因子 2； GCM2

胶质细胞缺失，果蝇，同源物，2
GCMB

HGNC 批准的基因符号：GCM2

细胞遗传学位置：6p24.2 基因组坐标（GRCh38）：6:10,873,223-10,882,041（来自 NCBI）

▼ 说明

果蝇“神经胶质细胞缺失”（gcm）基因被认为充当神经元和神经胶质细胞决定之间的二元开关。 gcm 蛋白和哺乳动物 gcm 同源物包含具有 DNA 结合活性的保守 N 末端 gcm 基序。请参阅 GCM1（603715）。

▼ 克隆与表达

通过使用基于 GCMA 的 gcm 基序的引物进行 RACE，Kanemura 等人（1999）分离出编码 GCMB 的部分胎儿脑 cDNA，GCMB 是第二个人类 gcm 同源物。他们结合使用 RACE 和 PCR 来分离与整个 GCMB 编码区相对应的其他 cDNA。与果蝇 gcm 和小鼠 Gcmb 转录本一样，GCMB mRNA 的 3-prime 非翻译区包含 2 个 mRNA 不稳定结构域，表明这些 mRNA 在体内不稳定。预测的 506 个氨基酸的 GCMB 蛋白包含所有 gcm 家族成员共有的结构，包括 gcm 基序和 PEST 样序列。此外，人类和小鼠 GCMB 均具有核靶向序列。总体而言，GCMB 蛋白与 Gcmb 和 GCMA 分别具有 68% 和 47% 的相似性。 RT-PCR 显示 GCMB 基因在肾脏和胎儿脑中以 295 bp 的转录本表达。

▼ 基因结构

使用 PCR，Ding 等人（2001）确定 GCMB 基因跨度约为 15 kb，包含 5 个外显子。转录起始位点和翻译起始密码子存在于外显子1中，终止密码子存在于外显子5中。

▼ 测绘

通过基因组序列分析，Kanemura 等人（1999）将 GCMB 基因定位到染色体 6p24.2。

▼ 分子遗传学

家族性孤立性甲状旁腺功能减退症 2

在一个患有家族性孤立性甲状旁腺功能减退症（FIH2；618883）的广泛亲属的先证者中，Ding 等人（2001）鉴定了 GCM2 基因中大的基因内缺失的纯合性（603716.0001）。非近亲结婚、无症状的父母对于缺失来说是杂合的。单倍型分析揭示了 GCMB 基因侧翼超过 5 cM 的共享基因型，表明含有 GCM2 缺失的染色体片段的下降具有纯合性的创始人效应。

在患有家族性孤立性甲状旁腺功能减退症的巴基斯坦近亲家庭的受影响成员中，Baumber 等人（2005）鉴定了 GCM2 基因中错义突变的纯合性（603716.0002）。

马雷特等人（2008）分析了 GCM2 突变 R47L 和 G63S，检测到核表达减少，反式激活活性显着降低（正常的 5% 至 20%）。

Maret 等人对 10 个孤立性甲状旁腺功能减退症家族的 17 名受影响成员和 10 名散发患者的基因组 DNA 进行了分析（2008）鉴定了 9 个单核苷酸变化，其中 3 个位于 5 引物非翻译区，6 个位于外显子 5，导致 GCM2 蛋白发生非同义变化。这些变异的 GCM2 蛋白在 HEK293 细胞中表达时具有正常的大小、核定位和反式激活功能。变异等位基因并没有随着孤立性甲状旁腺功能减退症的遗传而分离，并且许多单核苷酸取代存在于来自不相关的正常受试者的DNA中，表明这些碱基变化是多态性。尽管 GCM2 突变似乎是孤立性甲状旁腺功能减退症的罕见原因，但多种 GCM2 多态性表明变异等位基因可能在决定甲状旁腺功能中发挥作用。

鲍尔等人（2010）确定了来自 12 个常染色体隐性遗传性甲状旁腺功能减退症家族的 18 名受影响个体是否存在 GCMB 突变。他们在 8 个家族中发现了 4 个突变，其中 3 个是新突变，全部来自印度次大陆。在 4 个家族中发现了 1 bp 缺失（603716.0004）；其中两个家族可能有共同的祖先，但另外两个家族没有血缘关系。在其中一个家庭中，突变在母亲和父亲中孤立出现。这些结果表明该突变可能代表一个热点。

在 2 个不相关的家庭中，其中一个最初由 D'Souza-Li 等人报道（2002），与 FIH2，Mannstadt 等人（2008）在 GCM2 基因的最后一个外显子中检测到不同的杂合突变（c.1389delT, 603716.0007; c.1399delC, 603716.0008）。两次缺失均导致移码，并用不相关的氨基酸序列替换 C 端区域内推定的第二转录结构域。突变型 GCM2 蛋白得到良好表达，并且在荧光素酶报告基因检测中均显示出对野生型蛋白反式激活能力的剂量依赖性抑制。

甲状旁腺功能亢进4

在来自 40 个欧洲血统的 7 个患有家族性甲状旁腺功能亢进症（HRPT4; 617343）的受影响成员中，Guan 等人（2016）鉴定了 GCM2 基因中反复出现的罕见变异的杂合性：在 5 个家族中检测到 Y394S 突变（603716.0005），在 2 个家族中发现顺式 Q251E/L379Q 变异（603716.0006）。与之前报道的与孤立性甲状旁腺功能减退症相关的 GCM2 突变相比，其转录活性比野生型 GCM2 低，功能分析表明这些变异代表病理性转录激活突变。

▼ 动物模型

胶质细胞缺失-2（Gcm2）是果蝇 Gcm 的小鼠同源物，是唯一表达仅限于甲状旁腺的转录因子。冈瑟等人（2000）通过有针对性的破坏产生了 Gcm2 缺陷的小鼠。 Gcm2缺陷型小鼠缺乏甲状旁腺，但与PTH受体缺陷型小鼠不同，它们具有存活能力和生育能力，并且仅具有轻度异常的骨表型。条件删除的小鼠表现出与高磷血症相关的低钙血症和尿液中钙消除增加，但没有肾功能衰竭的证据，这是甲状旁腺功能减退症的特征。尽管缺乏甲状旁腺，但 Gcm2 缺陷小鼠的 PTH 血清水平与野生型小鼠相同，甲状旁腺切除的野生型小鼠也是如此。表达和消融研究确定了胸腺，其中另一个 Gcm 同源物 Gcm1（603715）表达为 PTH 的额外可下调来源。因此，Gcm2 缺失揭示了在甲状旁腺缺失的情况下调节钙稳态的辅助机制。冈瑟等人（2000）提出这种备用机制可能是内分泌调节的普遍特征。

▼ 等位基因变异体（8 个精选示例）：

.0001 甲状旁腺功能减退症，家族性孤立，2
GCM2、EX1-4DEL

在一个患有家族性孤立性甲状旁腺功能减退症（FIH2；618883）的广泛亲属的先证者中，Ding 等人（2001）鉴定了包含 GCM2 基因外显子 1-4 的约 8 kb 基因内缺失的纯合性。非近亲结婚、无症状的父母对于缺失来说是杂合的。单倍型分析揭示了 GCM2 基因侧翼超过 5 cM 的共享基因型，表明含有 GCM2 缺失的染色体片段的下降具有纯合性的创始人效应。

.0002 甲状旁腺功能减退症，家族性孤立，2
GCM2、ARG47LEU

在患有家族性孤立性甲状旁腺功能减退症的巴基斯坦近亲家庭成员中（FIH2；146200），Baumber 等人（2005）鉴定了 GCM2 基因外显子 2 中 140G-T 颠换的纯合性，导致 arg47-to-leu（R47L）取代。电泳迁移率变动分析表明，R47L 取代消除了 GCM2 蛋白的正常 DNA 结合能力。未受影响的父母是突变杂合子。

Bowl 等人在来自印度次大陆的 2 个患有孤立性甲状旁腺功能减退症的近亲家庭中（2010）在受影响的个体中检测到纯合性 R47L 突变。单倍型分析表明这些家族没有血缘关系。功能研究表明，R47L 突变蛋白失去了 DNA 结合能力。

.0003 甲状旁腺功能减退症，家族性孤立，2
GCM2、GLY63SER

Thomee 等人在 2 名摩洛哥裔同胞中，第一代表亲父母的孩子患有孤立性甲状旁腺功能减退症（FIH2; 146200）（2005）在 GCM2 基因的外显子 2 中检测到纯合的 G 到 A 转变，导致 DNA 结合 GCM 结构域中的 gly63 到 Ser（G63S）取代。父母的突变是杂合的。转染细胞的功能研究表明，尽管亚细胞定位、蛋白质稳定性和 DNA 结合特异性正常，但该突变导致 GCMB 功能丧失，因为它消除了反式激活能力。患者血浆中 PTH 水平较低，但可清晰检测到。作者得出的结论是，这种残留的激素分泌可能是由 G63S 突变体 GCMB 的非常小的残留活性造成的。

.0004 甲状旁腺功能减退症，家族性孤立，2
GCM2，1-BP DEL，893T

Bowl 等人在 4 个印度家庭中，其中 3 个是近亲结婚，患有孤立性甲状旁腺功能减退症（FIH2；146200）（2010）鉴定了受影响个体中 GCM2 基因外显子 5 的单碱基缺失（c.893T）的纯合性。预计该突变会导致转录物（Ile298fsTer307）的最后 209 个氨基酸（包括第二个反式激活结构域）发生移码和提前终止。功能研究表明 Ile298fsTer307 突变蛋白的反式激活活性降低。单倍型分析表明，4 个家族中的 2 个可能有共同的祖先，但其他 2 个家族无关。在非近亲结婚的家庭中，突变在母亲和父亲中孤立发生。这些结果表明该突变可能代表一个热点。

.0005 甲状旁腺功能亢进症 4
GCM2、TYR394SER

在来自 5 个欧洲血统家族的患有孤立性原发性甲状旁腺功能亢进（HRPT4; 617343）的受影响个体中，Guan 等人（2016）鉴定了 GCM2 基因外显子 5 中 c.1181A-C 颠换（c.1181A-C, NM_004752.3）的杂合性，导致在高度保守的残基处发生 tyr394 至 Ser（Y394S）取代作者指定为 CCID（C 端保守抑制结构域）的结构域。该突变在可从家庭成员获得 DNA 的 4 个家庭中随疾病分离，并且在 ExAC 数据库的非芬兰欧洲血统人群中被发现是一种罕见变异，其次要等位基因频率为 0.001。 1个家庭（W17亲属）发现1名未受影响的65岁携带者；此外，该家族中的一名60岁纯合子患者并未表现出比杂合子患者不寻常或更严重的症状。在转染的 HEK293FT 细胞中进行的荧光素酶报告基因检测显示，Y394S 突变体的活性比野生型 GCM2 高 2.4 倍。

.0006 甲状旁腺功能亢进症 4
GCM2、GLN251GLU 和 LEU379GLN

在来自 2 个欧洲血统家族的患有孤立性原发性甲状旁腺功能亢进症（HRPT4; 617343）的先证者中，Guan 等人（2016）鉴定了 GCM2 基因外显子 5 中顺式发生的 2 个突变的杂合性：c.751C-G 颠换（c.751C-G，NM_004752.3），导致 gln251-to-glu（Q251E）取代，以及 c.1136T-A 颠换（c.1136T-A，NM_004752.3），导致 leu379-to-gln（L379Q）取代，后者位于作者指定为 CCID 的高度保守区域内（C -末端保守抑制结构域）。 ExAC 数据库的非芬兰欧洲血统人群中未发现这两种突变。单倍型分析表明，这两个看似无关的亲属可能拥有共同的祖先。在转染的 HEK293FT 细胞中进行的荧光素酶报告基因检测显示，Q251E/L379Q 突变体的活性比野生型 GCM2 高 3.7 倍；单独测试时，突变体的活性分别比野生型高 1.2 倍和 3.3 倍。

.0007 甲状旁腺功能减退症，家族性孤立，2
GCM2，1-BP DEL，1389T

在患有常染色体显性甲状旁腺功能减退症（FIH2; 618883）的母子（A 族）中，Mannstadt 等人（2008）在 GCM2 基因的最后一个外显子（外显子 5）中发现了杂合 1-bp 缺失（c.1389delT）。该删除导致开放解读码组发生移码，导致最后 42 个氨基酸丢失，并用脯氨酸 464 之后的包含 65 个氨基酸的不相关氨基酸序列替换 C 端区域内推定的第二个反式激活结构域. 在公共数据库或 48 个对照中未发现该变体。突变型 GCM2 蛋白表达良好，并且在荧光素酶报告基因检测中显示出对野生型蛋白反式激活能力的剂量依赖性抑制。 D'Souza-Li 等人（2002）先前排除了该家族中 CASR 基因（601199）的突变，他们将其报告为家族 H.

卡纳夫等人（2009）还鉴定了最初由 D'Souza-Li 等人报道的家族（H 家族）中 GCM2 基因中 c.1389delT 突变的杂合性（2002）。在使用启动子中具有合成多聚化 GCM 元件的启动子-报告基因构建体的转染研究中，GCM2 突变体对野生型 GCM2 活性产生显性负效应。

.0008 甲状旁腺功能减退症，家族性孤立，2
GCM2，1-BP DEL，1399C

在一个患有常染色体显性甲状旁腺功能减退症（FIH2; 618893）的家族（B 家族）中，Mannstadt 等人（2008）在 GCM2 基因的最后一个外显子（外显子 5）中发现了杂合 1-bp 缺失（c.1399delC）。该缺失导致移码，并在谷氨酰胺 466 之后用 63 个新氨基酸替换 C 端区域内推定的第二反式激活结构域。在公共数据库或 48 个对照中未发现该变体。突变型 GCM2 蛋白表达良好，并且在荧光素酶报告基因检测中显示出对野生型蛋白反式激活能力的剂量依赖性抑制。