F框 和 WD40 结构域蛋白 7； FBXW7

FBW7
FBXW6； FBW6
FBXO30； FBX30
群岛，果蝇，同源；AGO
CDC4，酿酒酵母，同源物
SEL10，C. 线虫，同系物； SEL10

HGNC 批准的基因符号：FBXW7

细胞遗传学位置：4q31.3 基因组坐标（GRCh38）：4:152,320,544-152,536,092（来自 NCBI）

▼ 说明

Archipelago 是一种 F框 蛋白，具有 7 个串联 WD（色氨酸-天冬氨酸）重复序列。它直接与细胞周期蛋白 E（123837） 结合，并被认为将其作为泛素介导的降解的目标（Moberg et al., 2001）。

▼ 克隆与表达

莫伯格等人（2001）确定了“群岛”；基因（前）用于筛选果蝇突变体，显示细胞增殖增加。他们证明，在 C 端区域内，ago 蛋白与名为 FLJ11071 的 EST 编码的蛋白最相似，他们将其重新命名为“人类 AGO”。人类 AGO 基因有 2 个剪接变体，分别称为 α 和 β，分别含有 707 和 627 个氨基酸。 α 和 β 形式仅在 N 末端不同，因此在包含 F 框和 7 个 WD（色氨酸-天冬氨酸）重复的推定功能域中是相同的。果蝇和人类 AGO 有 78% 相同。

斯特罗迈尔等人（2001）将AGO克隆为CDC4，发现它有2种同工型，一种是110 kD，另一种是69 kD。他们通过 Northern blot 分析发现，CDC4 在大多数（如果不是全部）组织中以约 5.5 kb 的主要 mRNA 形式表达。然而，大脑和骨骼肌强烈表达 4-kb mRNA 作为主要形式。 CDC4 在非增殖组织中高水平表达表明除细胞周期蛋白 E（123837） 周转之外还具有其他功能，因为细胞周期蛋白 E 表达应仅限于正在进行细胞分裂的组织。

通过在 EST 数据库中搜索线虫 Sel10 的同源物，Gupta-Rossi 等人（2001） 鉴定了小鼠和人类 FBXW7，他们将其称为 SEL10。推导的小鼠和人类蛋白质具有超过 99% 的同一性，并且它们的 WD40 结构域仅存在 2 个氨基酸的差异。人类 SEL10 与秀丽隐杆线虫 Sel10 有 48% 的同一性。

丸山等人（2001）克隆了小鼠 Fbxw7 的 2 个剪接变体，他们将其称为 Fbxw6。这些变体仅在 3 素 UTR 上有所不同，并编码 629 个氨基酸的蛋白质。 Northern blot分析检测到Fbxw7在小鼠大脑、心脏和睾丸中大量表达，而在肝脏、肺和肾脏中表达较低。转染的 COS-7 细胞的免疫荧光分析将 Fbxw7 定位于内质网和高尔基体。

金等人（2004）报道FBXW7的β形式含有N端跨膜结构域。

▼ 测绘

金等人（2004）报道FBXW7基因对应到染色体4q31.3，小鼠Fbxw7基因对应到染色体3E3.3。

▼ 基因功能

莫伯格等人（2001） 证明群岛突变细胞的细胞周期蛋白 E 蛋白水平持续升高，但细胞周期蛋白 E RNA 水平并未升高。它们在 G1 级分中的代表性不足，并且当它们的野生型邻居变得静止时继续增殖。该群岛蛋白直接与细胞周期蛋白 E 结合，并被认为以它为目标进行泛素介导的降解。

在秀丽隐杆线虫中，Sel10 是 Notch（参见 NOTCH1；190198）信号传导的负调节因子。古普塔-罗西等人（2001） 表明小鼠 Sel10 与 Notch1 的 C 端区域结合。缺乏 F框 的 Sel10 显性失活形式可以稳定 Notch1 并增强其转录活性，但对非活性膜锚定形式的 Notch1 没有影响。 Sel10 与核 Notch1 结合需要 Notch1 过度磷酸化。古普塔-罗西等人（2001） 得出结论，SEL10 通过泛素蛋白酶体介导的细胞核内活性磷酸化 NOTCH1 的降解参与终止 NOTCH 信号传导。

奥伯格等人（2001） 表明人类 SEL10 泛素化小鼠 Notch1，并且这种泛素化需要 Notch1 胞内结构域的 C 端区域，包括 PEST 结构域。在存在蛋白酶体抑制剂的情况下，泛素化的 Notch1 胞内结构域的量增加，并且这种积累伴随着 Hes1（139605） 启动子的激活减少，表明泛素化的 Notch1 胞内结构域是一种效力较低的反式激活因子。 SEL10 本身被蛋白酶体泛素化和降解。

Maruyama 等人使用免疫共沉淀分析（2001） 表明，在转染的人胚胎肾细胞中，小鼠 Fbxw7 与人 SKP1（SKP1A; 601434） 和 CUL1（603134） 相互作用。结果表明FBXW7是SCF泛素连接酶复合物的组成部分。

斯塔罗波利等人（2003） 证明parkin（602544） 在独特的泛素连接酶复合物中与F框 蛋白FBXW7 和CUL1 结合。 FBXW7 将连接酶活性靶向细胞周期蛋白 E，这是一种先前与神经元凋亡调节有关的蛋白质。在转染有 Parkin T240R 突变（602544.0003） 的细胞中，parkin 缺乏会增强暴露于谷氨酸能兴奋毒素红藻氨酸的培养的有丝分裂后神经元中细胞周期蛋白 E 的积累，并促进其凋亡。此外，parkin 过度表达减弱了毒素处理的神经元中细胞周期蛋白 E 的积累，并保护它们免于凋亡。

韦尔克等人（2004） 发现 FBXW7 促进体内蛋白酶体依赖性 MYC（190080） 转换和体外 MYC 泛素化。 GSK3 对 thr58 上 MYC 的磷酸化（参见 606784）调节 FBXW7 与 MYC 的结合以及 FBXW7 介导的 MYC 泛素化和降解。因为 FBXW7 介导细胞周期蛋白 E、NOTCH、JUN（165160） 和 MYC 的降解，Welcker 等人（2004） 提出FBXW7 的缺失可能对肿瘤发生过程中的细胞增殖产生深远的影响。

岸等人（2007） 指出，RCN 蛋白（参见 RCN1；602735）高度保守，并且根据其磷酸化状态，刺激或抑制钙调神经磷酸酶（参见 PPP3CA；114105），钙调神经磷酸酶是一种 Ca（2+） 依赖性蛋白磷酸酶，可与 Ca（ 2+） 细胞反应信号。在酵母中，Kishi 等人（2007） 发现 Cdc4 直接与磷酸化的 Rcn1 结合，导致 Rcn1 泛素化，随后降解并缓解钙调磷酸酶抑制。

毛等人（2008） 证明 mTOR（601231） 通过与肿瘤抑制蛋白 FBXW7 结合而实现泛素化和随后的降解。人类乳腺癌细胞系和原发性肿瘤显示 FBXW7 缺失与 PTEN（601728） 缺失或突变之间存在相互关系，PTEN（601728） 也会激活 mTOR。 Mao 等人指出，FBXW7 中含有缺失或突变的肿瘤细胞系对雷帕霉素治疗特别敏感（2008） FBXW7 的缺失可能是对 mTOR 途径抑制剂治疗敏感的人类癌症的生物标志物。

皮尔斯等人（2009） 开发了一个基于产品分布的定量框架，预测真正有趣的新基因（RING） E3 酶 SCF（Cdc4） 和 SCF-β-TrCP（603482） 与 E2 Cdc34（116948） 一起构建多聚泛素链通过单个泛素的顺序转移来底物。毫秒时间分辨率的测量直接证明底物多泛素化是连续进行的。皮尔斯等人（2009） 得出的结论是，他们的结果对 RING 泛素连接酶的机制提供了前所未有的了解，并阐明了泛素链组装速率和模式背后的定量参数。

犬冢等人（2011） 证明 E3 泛素连接酶 SCF-FBW7（一种 SKP1-滞蛋白-1-F框 复合物，包含 FBW7 作为 F框 蛋白）通过靶向 MCL1（159552）（一种促存活 BCL2（151430））来控制细胞凋亡家族成员，以依赖于糖原合成酶激酶 3 磷酸化的方式进行泛素化和破坏（参见 605004）。人类 T-ALL 细胞系显示 FBW7 缺失与 MCL1 过度表达之间存在密切关系。相应地，FBW7 有缺陷的 T-ALL 细胞系对多激酶抑制剂索拉非尼特别敏感，但对 BCL2 拮抗剂 ABT-737 具有耐药性。在基因水平上，FBW7 重建或 MCL1 耗竭可恢复对 ABT-737 的敏感性，将 MCL1 确立为治疗相关的旁路生存机制，使 FBW7 缺陷细胞能够逃避凋亡。

韦尔茨等人（2011） 证明促存活蛋白 MCL1 是抗微管蛋白化疗药物引发的细胞凋亡的关键调节因子。在有丝分裂停滞期间，MCL1 蛋白水平通过翻译后机制显着下降，从而加剧细胞死亡。 MCL1 的磷酸化引导其与肿瘤抑制蛋白 FBW7 相互作用，FBW7 是泛素连接酶复合物的底物结合成分。 MCL1 的多泛素化随后将其作为蛋白酶体降解的目标。在缺乏 FBW7 或 FBW7 具有功能丧失突变的患者源性肿瘤细胞中，MCL1 的降解被阻断，从而赋予抗微管蛋白药物耐药性并促进化疗诱导的多倍体化。此外，原发性肿瘤样本中 FBW7 失活和 MCL1 水平升高，强调了这些蛋白质在肿瘤发生中的重要作用。韦尔茨等人（2011） 得出的结论是，他们的研究结果表明，从蛋白质水平、mRNA 水平和遗传状态方面分析肿瘤的 FBW7 和 MCL1 状态，可能有助于预测患者对抗微管蛋白化疗的反应。

He 等人使用免疫染色和 RT-PCR 分析（2019） 表明，单核细胞和巨噬细胞中 FBXW7 表达增加与人类和小鼠的局部结肠炎症相关。

▼ 分子遗传学

发育迟缓、肌张力减退和语言障碍

Stephenson 等人对来自 32 个患有发育迟缓、张力减退和语言障碍的家庭的 35 名个体进行了研究（DEDHIL; 620012）（2022） 鉴定了 FBXW7 基因中的杂合突变（参见，例如 606278.0001-606278.0005）。通过基因组或外显子组测序鉴定出突变后，通过国际合作确定了这些患者。整个基因中存在无义、移码、剪接位点和错义变体，尽管许多变体影响 WD40 结构域。两个人的 FBXW7 基因存在缺失。大多数突变是从头发生的； 2 例遗传自轻度受影响的父母。 gnomAD 数据库中不存在任何内容。没有对患者细胞进行研究。转染一些错义变体的 HEK293T 细胞的体外功能表达研究表明，它们不同程度地损害了 FBXW7 泛素化和降解底物 CCNE1（123837） 和 CCNE2（603775） 的能力。与 WD40 结构域之外的突变相比，WD40 结构域中的突变往往对该功能产生更不利的影响，尽管存在变异性并且一些差异未达到统计学显着性。作者提出单倍体不足是最可能的致病机制，并表明 FBXW7 突变可能会改变与底物的结合亲和力。不存在基因型/表型相关性。 FBXW7 直系同源“群岛”的击倒（以前）在果蝇中是胚胎致死的。正如熄灯反射习惯化测定所证明的那样，前神经元特异性敲低导致习惯化学习缺陷。史蒂芬森等人（2022） 得出结论，FBXW7 在神经发育中发挥作用。

体细胞突变

莫伯格等人（2001） 在 4 个癌细胞系中检测到 AGO 基因突变，其中 10 个癌细胞系中有 3 个来自卵巢癌（参见 167000）。源自 T 细胞急性淋巴细胞白血病的细胞系 CCRF-CEM 在密码子 385 的第三个 WD 重复序列中包含精氨酸到半胱氨酸的变化。SK-OV3 卵巢癌细胞系在密码子 385 处包含精氨酸到亮氨酸的变化。第四个 WD 重复位于密码子 425 处。卵巢细胞系 MDAH 2774 中的突变是 G 到 A 的转变，它破坏了外显子 5 的剪接供体受体位点，导致使用下游 37 个核苷酸的不定剪接受体位点。随后 mRNA 的删除改变了密码子 208 处的阅读框，并在终止前在该密码子后面添加了 41 个不正确的氨基酸。预测该蛋白质缺少部分 F 框和所有 WD 重复序列。莫伯格等人（2001） 表明人类 AGO 中的这些杂合突变可能赋予细胞增殖优势。更重要的是，卵巢细胞系 OV1063 是纯合的，在靠近 β 型 N 末端的截短突变（glu 40 至 ter）很可能使该亚型失活。莫伯格等人（2001） 得出结论，该基因可能代表卵巢癌的重要突变靶点。几乎 20% 的卵巢癌表达细胞周期蛋白 E mRNA 水平升高，这通常是基因扩增的结果（Courjal 等，1996）。

斯特罗迈尔等人（2001） 在乳腺癌（参见 114480） 细胞系 SUM149PT 中发现了 CDC4 基因的突变，该细胞表达高水平的细胞周期蛋白 E。该突变是由 11 个内含子序列碱基对分隔的外显子 8 和 9 的内部基因组重复。该突变预计会导致链终止，消除 7 个 WD40 重复中的最后 4 个，并使所得多肽失去功能。体外翻译产生的截短产物不与磷酸化细胞周期蛋白 E. Strohmaier 等人结合（2001）表明CDC4可能是与某些类型的恶性肿瘤相关的肿瘤抑制因子，包括乳腺癌。

拉贾戈帕兰等人（2004） 报道了人类结直肠癌（见 114500）及其前驱病变中 CDC4 基因突变的鉴定。他们证明，通过对核型稳定的结直肠癌细胞中的基因进行靶向破坏，CDC4 的基因失活会导致与微核和染色体不稳定相关的表型。这种表型可以追溯到中期执行和随后染色体传递的缺陷，并且依赖于细胞周期蛋白E，这是一种受CDC4调节的蛋白质。为了确定 CDC4 是否经过基因改造，通过 PCR 从 190 个结直肠肿瘤中扩增了其编码外显子并进行了测序。在 190 个样本中的 22 个中发现了 CDC4 基因的体细胞突变。在 8 个肿瘤中发现了密码子 224、278、303、393 和 446 处的无义突变。其中六个肿瘤具有双等位基因失活。具有 CDC4 突变的 22 种癌症代表了结直肠癌的所有阶段。为了确定突变发生的肿瘤发生点，Rajagopalan 等人（2004） 对 58 个结直肠腺瘤进行了测序，发现了 4 个突变，其中 2 个发生在直径小于 1 厘米的腺瘤中；研究表明，此类病变仅在 10 至 20 年后才会进展为恶性肿瘤。拉贾戈帕兰等人（2004） 指出，所鉴定的 19 个错义突变中有 18 个发生在 WD40 重复序列产生的 8 叶片 β 螺旋桨结构的表面。他们得出的结论是，他们的数据表明，染色体不稳定是由大部分人类癌症中的特定基因改变引起的，并且可能发生在恶性转化之前。

为了探索头颈鳞状细胞癌的遗传起源（参见 275355），Agrawal 等人（2011） 使用全外显子组测序和基因拷贝分析研究了 32 种原发性肿瘤。有吸烟史的患者的肿瘤比不吸烟的患者的肿瘤有更多的突变，而人乳头瘤病毒（HPV） 阴性的肿瘤比 HPV 阳性的肿瘤有更多的突变。在另外多达 88 个 HNSCC 中评估了多个肿瘤中突变的 6 个基因。在 120 个原发性 HNSCC 中，Agrawal 等人（2011） 在 FBXW7 中发现了 6 个突变。两个是插入缺失，另外四个是错义；没有一个是纯合的。观察到的 FBXW7 突变位于已知可阻止活性 NOTCH1 降解的热点区域。阿格拉瓦尔等人（2011） 指出，FBXW7 突变在 HNSCC 中尚未观察到，尽管它们在其他肿瘤类型中很常见。

勒加洛等人（2012） 使用全外显子组测序全面搜索 13 个原发性浆液性子宫内膜肿瘤中的体细胞突变（见 608089），随后对 18 个基因进行了重新测序，这些基因在超过 1 个肿瘤中发生突变和/或是来自 40 个肿瘤的丰富功能分组的组成部分。其他浆液性肿瘤。勒加洛等人（2012） 在 FBXW7 基因中发现了高频率（29%） 的体细胞突变。

▼ 动物模型

特兹拉夫等人（2004） 发现 Fbw7-null 小鼠在性交后 10.5 天左右死亡，原因是造血和血管发育以及心室成熟缺陷。 Fbw7 的缺失导致细胞周期蛋白 E 水平升高，同时胎盘巨滋养层细胞中 DNA 复制不适当。此外，Notch1 和 Notch4（164951） 胞内结构域的水平均升高，导致 Hes1、Herp1（HEY2; 604674） 和 Herp2（HEY1; 602953） mRNA 转录升高。

毛等人（2004） 在哺乳动物遗传筛选中鉴定出小鼠 Fbxw7 基因，以寻找参与肿瘤发生的 p53（191170） 依赖性基因。 p53 +/- 小鼠的辐射诱发淋巴瘤，而非 p53 -/- 小鼠的淋巴瘤，表现出频繁的杂合性丢失和 Fbxw7 基因 10% 的突变率。 Fbxw7+/-小鼠对辐射诱导的肿瘤发生具有更大的敏感性，但大多数肿瘤保留并表达野生型等位基因，表明Fbxw7是单倍体不足的肿瘤抑制基因。 Fbxw7 的缺失改变了 p53 缺陷小鼠中发生的肿瘤谱，包括肺、肝和卵巢等上皮组织中的一系列肿瘤。来自 Fbxw7 缺陷型小鼠或表达 Fbxw7 小干扰 RNA 的野生型小鼠细胞的小鼠胚胎成纤维细胞具有较高水平的 Aurora-A 激酶（603072）、c-Jun（165160） 和 Notch4（164951），但没有较高水平的细胞周期蛋白 E（ 123837）。毛等人（2004） 提出，p53 依赖性 Fbxw7 缺失通过可能涉及 Aurora-A 激活的机制导致遗传不稳定，为人类癌症中这些突变的早期发生提供了理论依据。

为了评估小鼠模型在癌症基因发现中的有用性以及癌症相关拷贝数畸变的跨物种重叠程度，Maser 等人（2007） 改造了染色体不稳定的易患淋巴瘤的小鼠。除了靶向重测序之外，他们的比较肿瘤基因组研究还发现，FBXW7 和 PTEN（601728） 在小鼠淋巴瘤和人类 T 细胞急性淋巴细胞白血病/淋巴瘤（T-ALL） 中通常被删除。小鼠癌症获得了广泛的反复扩增和缺失，其目标位点不仅与人类 T-ALL 相同，而且与多种人类造血、间质和上皮肿瘤相同。这些结果表明，小鼠和人类肿瘤在其恶性进化中经历了由直系同源遗传事件驱动的共同生物学过程。马瑟等人（2007） 得出的结论是，基因组事件的高度一致性质鼓励使用基因组不稳定的小鼠癌症模型来发现人类肿瘤基因组中的生物驱动事件。

松冈等人（2008） 创造了骨髓造血细胞中 Fbxw7 条件失活的小鼠。由于活跃的细胞循环和 p53 依赖性细胞凋亡，失活导致造血细胞过早耗尽。 Fbxw7 缺失还赋予 p53 功能受到抑制的细胞选择性优势，最终导致 T 细胞急性淋巴细胞白血病的发展。松冈等人（2008） 得出结论，FBXW7 作为一种防止造血干细胞过早丢失和白血病发生的自动防故障机制。

他等人（2019） 发现骨髓细胞中的 Fbxw7 缺陷会减弱实验诱导的小鼠结肠炎，并减轻结肠炎引起的宏观变化。 Fbxw7 缺陷通过降低结肠巨噬细胞中 Ccl2（158105） 和 Ccl7（158106） 的表达来减少结肠炎微环境中炎症性单核吞噬细胞的积累。 Ezh2（601573） 通过 Ccl2 和 Ccl7 基因启动子处的 H3K27 甲基化来抑制巨噬细胞中 Ccl2 和 Ccl7 的表达。 Fbxw7 与 Ezh2 相互作用，并通过促进 Ezh2 的 K48 连接的多泛素化来增强其在巨噬细胞中的蛋白酶体降解。因此，Fbxw7 缺陷通过释放 Ezh2 抑制作用，降低结肠巨噬细胞中 Ccl2 和 Ccl7 的表达。

史蒂芬森等人（2022） 发现 FBXW7 直系同源物“群岛”的敲除（以前）在果蝇中是胚胎致死的。正如熄灯反射习惯化测定所证明的那样，前神经元特异性敲低导致习惯化学习缺陷。

▼ 等位基因变异体（5 个精选示例）：

.0001 发育迟缓、肌张力减退和语言障碍
FBXW7、2-BP DEL、NT1713

Stephenson 等人发现 3 名姐妹（P3-P5） 患有发育迟缓、肌张力减退和语言障碍（DEDHIL; 620012）（2022） 在 FBXW7 基因的外显子 13 中发现了一个杂合 2-bp 缺失（c.1713_1714del, NM_001349798.2），预计会导致 WD40 结构域中的移码和提前终止（Asn572LeufsTer32）。通过全基因组测序发现的突变遗传自轻度受影响的父亲（P6），与常染色体显性遗传和可变表达性一致。该突变不在 gnomAD 数据库中。该突变发生在最终外显子的上游，预计会逃脱无义介导的 mRNA 衰变并产生截短的蛋白质。然而，尚未进行变体的功能研究和患者细胞的研究。作者假设存在功能丧失效应。

.0002 发育迟缓、肌张力减退和语言障碍
FBXW7、GLY423ARG

Stephenson 等人在 2 名患有发育迟缓、张力减退和语言障碍的不相关患者（P14 和 P15）中（DEDHIL; 620012）（2022） 在 FBXW7 基因的外显子 11 中发现了一个从头杂合的 c.1267G-A 转变（c.1267G-A, NM_001349798.2），导致 WD40 结构域内发生 gly423 到 arg（G423R） 的取代。该突变是通过全外显子组测序发现的，但在 gnomAD 数据库中不存在。转染该突变的 HEK293T 细胞的体外功能表达研究表明，该突变导致 FBXW7 对某些底物的降解功能受损。

.0003 发育迟缓、肌张力减退和语言障碍
FBXW7、ASP480GLY

Stephenson 等人在一名患有发育迟缓、肌张力低下和语言障碍的 16 岁男孩（P20） 中（DEDHIL; 620012）（2022） 在 FBXW7 基因的外显子 12 中发现了一个从头杂合的 c.1439A-G 转变（c.1439A-G，NM_001349798.2），导致 WD40 结构域内发生 asp480 到 gly（D480G） 的取代。该突变是通过全外显子组测序发现的，但在 gnomAD 数据库中不存在。转染该突变的 HEK293T 细胞的体外功能表达研究表明，该突变导致 FBXW7 对某些底物的降解功能出现不同程度的受损。该患者被破译发育障碍研究（2017） 报告为患者 DDD4K.02106。

.0004 发育迟缓、肌张力减退和语言障碍
FBXW7、ARG674TRP

Stephenson 等人在 2 名患有发育迟缓、张力减退和语言障碍的不相关患者（P30 和 P31）中（DEDHIL; 620012）（2022） 在 FBXW7 基因的外显子 14 中发现了一个从头杂合的 c.2020C-T 转换（c.2020C-T，NM_001349798.2），导致 WD40 结构域之外的 arg674 到 trp（R674W） 替换。该突变是通过全外显子组测序发现的，但在 gnomAD 数据库中不存在。转染突变的 HEK293T 细胞的体外功能表达研究显示 FBXW7 对某些底物的降解功能有受损的趋势，尽管这没有达到统计学显着性。

.0005 发育迟缓、肌张力减退和语言障碍
FBXW7、ARG689GLN

Stephenson 等人在一名患有发育迟缓、肌张力低下和语言障碍的 2 岁男孩（P32） 中（DEDHIL; 620012）（2022） 在 FBXW7 基因的外显子 14 中发现了一个从头杂合的 c.2066G-A 转换（c.2066G-A，NM_001349798.2），导致 WD40 结构域之外的 arg689 到 gln（R689Q） 替换。该突变是通过全外显子组测序发现的，但在 gnomAD 数据库中不存在。转染该突变的 HEK293T 细胞的体外功能表达研究表明，该突变导致蛋白水平下降，但并未显着影响 FBXW7 对某些底物的降解功能。