胚胎外胚层发育; EED

小鼠胚胎外胚层发育蛋白的同源物
EED，小鼠，同系物
与整合素细胞质尾部相关的 WD 蛋白 1；WAIT1

HGNC 批准的基因符号：EED

细胞遗传学位置：11q14.2 基因组坐标（GRCh38）：11:86,244,753-86,287,615（来自 NCBI）

▼ 说明

EED 基因编码进化上保守的多梳群（PcG） 蛋白，该蛋白与其他 3 个 PcG 蛋白形成特定的复合物，即多梳抑制复合物-2（PRC2）：EZH2（601573）、SUZ12（606245） 和 RBBP7/4（ 300825/602923）。 EED和EZH2是PRC2的核心成分，PRC2具有组蛋白甲基转移酶活性，催化组蛋白H3在赖氨酸27位点（H3K27）的三甲基化。 PRC2复合物在调节染色质结构中发挥重要作用，并在胚胎发生过程中充当细胞发育和分化的重要调节因子。它还通过表观遗传基因抑制来调节成人组织（Imakawa 等人，2017 年总结）。

▼ 克隆与表达

在果蝇中，多梳族（PcG） 和三胸族（trxG） 基因是细胞记忆系统的一部分，负责基因活性的稳定遗传。 PcG 和 trxG 基因分别是果蝇同源基因表达的抑制子和激活子。 ENX1（EZH2; 601573） 是果蝇“zeste 增强子”的哺乳动物同源物。基因，并且具有与 PcG 和 trxG 基因序列同源的结构域。 Sewalt 等人使用以 ENX1 作为诱饵的酵母 2 杂交筛选，然后筛选胎儿脑 cDNA 文库（1998） 分离出编码 EED 的 cDNA。 EED 是 Eed 的人类同源物，Eed 是一种与果蝇同源异型基因“额外性梳”同源的小鼠 PcG 基因。预测的 535 个氨基酸的人 EED 蛋白与鼠蛋白 100% 相同。 EED 的 N 末端区域包含一个推定的 PEST 序列，该序列与蛋白质降解有关，并且整个 EED 蛋白质有 5 个 WD40 结构域。 WD40 结构域参与蛋白质-蛋白质相互作用，Sewalt 等人（1998） 表明，所有 5 个因素对于 ENX1-EED 相互作用的发生都是必要的。 Northern 印迹分析在所有测试的组织和细胞系中检测到 1.5-和 2.0-kb EED 转录物；仅在正常人体组织中检测到较大的转录本，但水平低得多。在睾丸、脾脏、前列腺、卵巢和小肠以及结直肠腺癌、慢性粒细胞白血病和骨肉瘤细胞系中表达量最高，在胸腺、结肠和外周血白细胞中表达量较低。

β-7整合素（ITGB7；147559）参与结肠炎、糖尿病性胰岛炎和淋巴恶性肿瘤等疾病的发生和/或进展，并且在免疫系统的生理功能和病理改变中发挥重要作用。 Rietzler 等人以 ITGB7 的细胞质尾部为诱饵，对 Jurkat 细胞 cDNA 文库使用酵母 2 杂交筛选（1998） 分离出编码 EED 的 cDNA，他们将其命名为 WAIT1。推导的 441 个氨基酸蛋白具有与 RCC1 蛋白（179710） 中的重复基序同源的区域和与异源三聚体 G 蛋白 β 亚基的重复基序同源的区域（参见 139380）。

▼ 基因功能

塞瓦尔特等人（1998） 发现 ENX1 和 EED 共免疫沉淀，表明它们在体内也相互作用。然而，它们不会与其他 PcG 蛋白相互作用，例如 PC2（603079） 和 BMI1（164831）。此外，ENX1 和 EED 不与 U-2 OS 骨肉瘤细胞核结构域中的 HPC2 或 BMI1 共定位。

里茨勒等人（1998） 证明 EED 与 ITGB7 胞质尾部相互作用，通过瞬时转染的 293 细胞的共沉淀来调节受体亲合力和信号传导。 ITGB7 的 Tyr735 对于相互作用至关重要。 EED 还与 ITGA4（192975） 和 ITGAE（604682） 的细胞质结构域相互作用，但不与 ITGB1（135630）、ITGB2（600065） 和 ITGAL（153370） 的细胞质结构域相互作用。作者得出结论，EED 可能充当整合素功能的特定调节剂。

佩塔维等人（1999） 使用酵母 2-杂交系统在活化的淋巴细胞 cDNA 文库上分离编码 EED 的 cDNA，并以人类免疫缺陷病毒 1（HIV-1） 基质（MA） 蛋白为诱饵。发现 EED 在酵母细胞的体外和体内结合 MA。 MA 和 EED 蛋白共定位于共转染的人类细胞的细胞核内。这以及 EED 未能与未切割的 GAG 前体结合表明 EED 在病毒感染的早期阶段发挥作用，而不是在病毒生命周期的后期。

在有袋动物和小鼠的胚胎外区域，X 失活被印记：父本 X 染色体优先失活，而母本 X 染色体始终活跃。拥有超过 1 条活性 X 染色体对小鼠胚胎外发育有害。王等人（2001） 表明 eed 基因是雌性胚胎中初级和次级滋养层巨细胞发育所必需的。携带父系遗传的 X 连锁 GFP 转基因的小鼠的结果表明，eed 参与了胚胎外组织中印记 X 失活的稳定维持。基于 EED 蛋白与组蛋白脱乙酰酶相互作用的最新发现，Wang 等人（2001） 表明这种维持活动涉及胚胎外组织中失活的父本 X 染色体的低乙酰化。

曹等人（2002） 报道了 EED-EZH2 复合物的纯化和表征，该复合物是果蝇 ESC-E（Z） 复合物的人类对应物。曹等人（2002） 证明该复合物特异性地甲基化核小体组蛋白 H3（参见 602812）的赖氨酸 27（H3-K27）。使用染色质免疫沉淀测定，Cao 等人（2002）表明H3-K27甲基化与“Ultrabithorax”上的E（Z）结合共定位并且依赖于E（Z）结合（Ubx） Polycomb 响应元件，并且这种甲基化与 Ubx 表达相关。 H3-K27 上的甲基化促进 Polycomb（Polycomb 抑制复合物 1（PRC1 复合物）的一个组成部分）与组蛋白 H3 N 末端尾部的结合。因此，曹等人（2002） 得出的结论是，他们的研究建立了组蛋白甲基化和 Polycomb 基团介导的基因沉默之间的联系。负责组蛋白甲基转移酶活性的复合物包括 EZH2（601573）、SUZ12（606245） 和 EED。 EZH2 包含 SET 结构域，这是除 H3-K79 甲基转移酶 DOT1 之外的所有已知组蛋白赖氨酸甲基转移酶的特征基序，因此很可能是催化亚基。

普拉斯等人（2003） 证明，在胚胎外和胚胎细胞中 X 失活开始期间，EED-EZH2 复合物短暂地募集到失活的 X 染色体上，并伴随着 H3-K27 甲基化。复合物的募集和失活 X 上的甲基化取决于 Xist（314670） RNA，但与其沉默功能无关。普拉斯等人（2003） 得出结论，总的来说，他们的结果表明 EED-EZH2 介导的 H3-K27 甲基化在印记和随机 X 失活启动过程中发挥作用，并证明 H3-K27 甲基化不足以沉默失活的 X。

为了深入了解多梳族（PcG） 蛋白在胚胎干（ES） 细胞中的作用，Boyer 等人（2006） 使用针对 PRC1（Phc1、602978 和 Rnf2、608985）和 PRC2（Suz12 和 Eed）核心成分的抗体进行全基因组定位分析，鉴定了小鼠 ES 细胞中 PcG 蛋白占据的基因。博耶等人（2006） 发现 Polycomb 抑制复合物 PRC1 和 PRC2 共同占据 512 个基因，其中许多编码在发育中发挥重要作用的转录因子。所有共占据基因均含有修饰的核小体（组蛋白 H3 上的三甲基化 lys27；参见 602810）。与 ES 细胞中基因沉默的因果作用一致，PcG 靶基因在缺乏 PRC2 成分 Eed 的细胞中被去抑制，并在诱导分化时优先被激活。博耶等人（2006） 得出结论，Polycomb 复合物对发育途径的动态抑制可能是维持胚胎发育过程中 ES 细胞的多能性和可塑性所必需的。

通过质谱分析，Higa 等人（2006） 鉴定了超过 20 个包含 WD40 重复序列（WDR） 的蛋白质，它们与 CUL4（参见 603137）-DDB1（600045）-ROC1（RBX1；603814） 复合物相互作用，包括 EED。序列比对表明，大多数相互作用的 WDR 蛋白都有一个位于中心的 WDxR/K 子基序。敲低研究表明 WDR 蛋白起到底物特异性接头的作用。例如，L2DTL（DTL; 610617） 的失活（而非其他 WDR 蛋白）可阻止伽马射线照射后 CDT1（605525） 的 CUL4-DDB1 依赖性蛋白水解。 WDR5（609012） 或 EED 的失活（但不是其他 WDR 蛋白）改变了 CUL4-DDB1 依赖性组蛋白 H3 甲基化的模式。

Polycomb 抑制复合物 2（PRC2；参见 601674）的基因沉默活性取决于其通过 EZH2（601573） 亚基和至少 2 个其他亚基的催化 SET 结构域将组蛋白 3（H3K27） 的 lys27 三甲基化的能力。复合物：SUZ12（606245） 和 EED。马格隆等人（2009） 表明，EED 的羧基末端结构域特异性结合携带与抑制性染色质标记相关的三甲基赖氨酸残基的组蛋白尾，这导致 PRC2 甲基转移酶活性的变构激活。 EED 中的突变阻止其识别抑制性三甲基赖氨酸标记，从而在体外消除了 PRC2 的激活，并且在果蝇中降低了整体甲基化并扰乱了发育。马格隆等人（2009） 得出的结论是，他们的发现提出了 H3K27 甲基 3 标记的遗传模型，该模型解释了抑制性染色质结构域的维持以及组蛋白修饰从母细胞到子细胞的传递。

▼ 测绘

通过 FISH，Schumacher 等人（1998） 将 EED 基因定位到 11q14.2-q22.3。

▼ 分子遗传学

Cohen 等人发现，一名 27 岁男子患有 Cohen-Gibson 综合征（COGIS; 617561），其父母无关的土耳其人（2015） 鉴定了 EED 基因中的从头杂合错义突变（R302S; 605984.0001）。该突变是通过全外显子组测序发现的，并通过桑格测序证实。没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究。

Cohen 和 Gibson（2016） 在一名 22 岁男性中发现了 EED 基因中的新杂合错义突变（H258Y；605984.0002），该男性的父母是无关的白人，Cohen 和 Gibson（2016）在 COGIS 中发现了这一突变。该突变是通过桑格测序发现的。没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究。

一名 16 岁女孩，父母是无关的西班牙裔，患有 COGIS、Cooney 等人（2017） 鉴定了 EED 基因中的杂合错义突变（R302G; 605984.0003）。通过全外显子组测序发现的突变并不存在于母亲身上；父亲无法参加测试。没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究。

Imakawa 等人在一名患有 COGIS 的 5 岁日本男孩中进行了研究（2017） 鉴定了 EED 基因中的从头杂合错义突变（R236T; 605984.0004）。该突变是通过全外显子组测序发现的，并通过桑格测序证实。体外功能表达研究表明，与野生型相比，R236T 和 R302S 突变蛋白与 H3K27me3 水平降低相关，并且具有 R236T 突变的患者细胞的蛋白质印迹分析也显示 H3K27me3 的缺失，这与 PRC2 活性的缺失和的功能。

▼ 动物模型

池田等人（2016） 发现条件性删除 Eed 的小鼠表现出早期死亡，伴随着造血细胞，特别是干/祖细胞（HSPC） 的快速减少，骨髓再生能力受损。 HSPC 的细胞周期分析表明 S 期分数增加并抑制 G0/G1 进入。 Eed 缺失的 HSPC 显示编码细胞粘附分子的基因富集，并且与纤连蛋白（FN1; 135600） 的附着增加。池田等人（2016） 提出 Eed 缺乏可能通过增强对造血生态位的粘附来增加增殖并促进静止，从而导致异常分化和功能缺陷。 Eed单倍体不足诱发造血发育不良。 Eed 缺失杂合子小鼠容易发生恶性转化并发展为伴有 Evi1（MECOM; 165215） 过表达的白血病。池田等人（2016） 得出结论，EED 在正常造血和白血病发生中具有分化阶段特异性和剂量依赖性作用。

EED 通过其由 phe97、trp364 和 tyr365 组成的芳香笼结构与三甲基化组蛋白 H3K27 相互作用。这种相互作用激活 PRC2 的组蛋白甲基转移酶活性并遗传抑制性组蛋白标记。上田等人（2016） 培育出表达与骨髓疾病相关的 Eed 突变（ile363 至 met（I363M））的小鼠，类似于芳香笼中的突变。 I363M 纯合小鼠表现出三甲基化 H3K27 的优先还原，并在妊娠中期死亡。杂合子表现出 HSPC 的克隆形成能力和骨髓再增殖活性增加，并且易患白血病。 PRC2 靶基因 Lgals3（153619） 编码多功能半乳糖结合凝集素，在杂合子中被去抑制，并增强了 HSPC 的干细胞特征。上田等人（2016） 得出的结论是，EED 与 H3K27 三甲基化遗传的结构完整性对于胚胎发育和造血稳态至关重要，并且该结构的扰动会导致血液恶性肿瘤的易感性增加。

▼ 等位基因变异体（4 个选定示例）：

.0001 科恩-吉布森综合征
EED，ARG302SER

Cohen 等人发现，一名 27 岁男子患有 Cohen-Gibson 综合征（COGIS; 617561），其父母无关的土耳其人（2015） 鉴定了 EED 基因中的从头杂合 c.906A-C 颠换（c.906A-C, NM_003797.3），导致 WD40 结构域中的保守残基处的 arg302 到 Ser（R302S） 取代这是 H3K27 甲基化所必需的，并且可能是 EED-EZH2 相互作用所必需的。该突变是通过全外显子组测序发现并经桑格测序证实的，在 dbSNP 或外显子组变异服务器数据库或包含 587 个土耳其外显子组的内部数据库中均未发现该突变。没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究（在 Cohen 等人（2015） 的文章中，核苷酸变化被报告为 c.1372A-C 颠换；Gibson（2017） 确认正确的变化是 c.906A-C。）

通过体外功能表达研究，Imakawa 等人（2017） 证明，与野生型相比，R302S 突变蛋白与 H3K27me3 水平降低相关，这与 PRC2 活性的丧失和功能的丧失一致。

.0002 科恩-吉布森综合征
EED，HIS258TYR

Cohen 和 Gibson（2016） 在一名 22 岁男性中发现了一个新的杂合性 c.772C-T 转变（c.772C-T，c.772C-T， NM_003797.4） 在 EED 基因中，导致第四个 WD40 结构域中的保守残基发生 his258 到 tyr（H258Y） 取代，这是 H3K27 甲基化所必需的，并且可能是 EED-EZH2 相互作用所必需的。该突变是通过桑格测序发现的，但在 dbSNP 或外显子组变异服务器数据库中未发现。没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究。

.0003 科恩-吉布森综合征
EED，ARG302GLY

Cooney 等人发现，一名 16 岁女孩患有 Cohen-Gibson 综合征（COGIS; 617561），其父母是无关的西班牙裔（2017） 鉴定了 EED 基因中的杂合 c.904A-G 转换，导致 arg302 到甘氨酸（R302G） 取代。通过全外显子组测序发现的突变并不存在于母亲身上；父亲无法参加测试。千基因组计划或 ExAC 数据库中未发现该突变。没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究。该突变与另一个假定致病性 EED 突变（R302S；605984.0001） 发生在同一残基上。

.0004 科恩-吉布森综合症
EED，ARG236THR

Imakawa 等人在一名患有 Cohen-Gibson 综合征（COGIS; 617561） 的 5 岁日本男孩中进行了研究（2017） 鉴定了 EED 基因中的从头杂合 c.707G-C 颠换，导致 WD40 重复之间高度保守的残基处 arg236 至 thr（R236T） 取代。该突变是通过全外显子组测序发现并经桑格测序证实的，在 dbSNP（版本 137）、1000 基因组计划、外显子组测序计划或 ExAC 数据库或包含 575 名日本人的内部数据库中均未发现该突变。外显子组。体外功能表达研究表明，与野生型相比，突变蛋白与 H3K27me3 水平降低相关，这与功能丧失一致。患者细胞的蛋白质印迹分析也显示 H3K27me3 缺失。