LEIOMODIN 1; LMOD1

LEIOMODIN，平滑肌； SMLMOD
甲状腺和眼肌自身抗原，64-KD
甲状腺相关眼病自身抗原，64-KD
桥本甲状腺炎自身抗原，64-KD
D1；1D

HGNC 批准的基因符号：LMOD1

细胞遗传学位置：1q32.1 基因组坐标（GRCh38）：1:201,896,456-201,946,548（来自 NCBI）

▼ 克隆与表达

甲状腺相关眼病（TAO）是一种与自身免疫性甲状腺疾病（ATD）相关的进行性眼部疾病，特别是格雷夫斯甲状腺功能亢进症（275000）。 TAO 也发生在一小部分桥本甲状腺炎患者中（140300）。据推测，TAO 与 ATD 的关联是由于甲状腺和眼肌表达共享或交叉反应抗原。通过用桥本甲状腺炎患者的血清筛选人甲状腺 cDNA 表达文库，Dong 等人（1991） 鉴定了编码 LMOD1 的 cDNA，他们将其命名为 D1。 Northern 印迹分析显示，LMOD1 在正常甲状腺和眼眶肌中以 3.9 kb mRNA 的形式表达。预测的 572 个氨基酸蛋白质具有假定的跨膜区域和 2 种串联重复块。甲状腺组织的Western blot分析显示LMOD1蛋白的分子量为64 kD。 34 名自身免疫性甲状腺疾病患者中有 8 名的血清含有 LMOD1 抗体；所有 12 名正常人和非自身免疫个体均为阴性。

通过 RT-PCR，Zhang 等人（1996） 发现 LMOD1（他们称之为 1D）在所有测试的组织中都有表达，其中在甲状腺、眼肌、骨骼肌和卵巢中表达水平最高。

基于序列相似性，Sung 等人（1996） 认为 Graves 病（1D） 和原调节蛋白（TMOD; 190930） 的 64 kD 自身抗原是从共同的祖先基因进化而来的。

康利等人（2001） 从小鼠心脏总 RNA 中克隆了 Lmod1，他们将其称为 Smlmod。推导的 567 个氨基酸蛋白与人类 SMLMOD 具有 82% 的同一性，并且两者与 CLMOD（LMOD2; 608006） 的同一性约为 32%。小鼠和人类 SMLMOD 都具有长的 C 端聚脯氨酸序列。对人体组织的 Northern 印迹分析在心脏、骨骼肌、结肠和小肠中检测到了 3.9 kb 的主要转录物。 RNA点印迹分析显示SMLMOD在主动脉和膀胱中表达水平最高，而在其他几种含有平滑肌的组织中表达水平较低。在胎儿组织中未检测到表达。

Halim 等人使用免疫组织化学（2017）分析了LMOD1在人类胚胎中的表达，并观察了第14周至第22周肠和膀胱平滑肌细胞层中的表达，包括粘膜肌层、血管和固有肌层的两个肌层。 Western blot 分析显示 LMOD1 在人类主动脉、膀胱和肠道中表达；肾脏中未检测到表达。

▼ 基因结构

康利等人（2001） 确定小鼠和人类 LMOD1 基因包含 3 个编码外显子，跨度约为 10 kb。小鼠 Lmod1 的内含子 1 跨度超过 5 kb。

▼ 测绘

康利等人（2001） 指出 LMOD1 基因对应到染色体 1q32。

▼ 基因功能

Conley（2001）发现Tmod和Smlmod都与兔胃平滑肌的Triton不溶性细胞骨架部分中的原肌球蛋白（见191010）共分离，并且两者都被高盐溶解。免疫荧光定位发现 Smlmod 沿着大鼠肠平滑肌肌节蛋白丝的长度存在，而 Tmod 呈点状染色，与肌节蛋白丝或致密身体标记物 α-肌节蛋白的染色模式不同（参见 102575）。 10 mM Ca（2+） 使大鼠肠平滑肌过度收缩，导致 Smlmod 和 Tmod 在富含肌节蛋白的收缩带周围与靠近 α-肌节蛋白的区域结合。

谢罗等人（2008） 将肌节蛋白结合蛋白 leiomodin 描述为肌肉细胞中的强丝状成核剂。 Leiomodin 与细丝尖端封端蛋白原调节蛋白（190930） 共享 2 个作用结合位点：一个灵活的 N 末端区域和一个富含亮氨酸的重复结构域。 Leiomodin 还包含 150 个残基的 C 端延伸。具有强成核活性的最小片段包括富含亮氨酸的重复序列和C端延伸。 N 末端区域将成核活性增强了 3 倍并募集了原肌球蛋白，原肌球蛋白微弱地刺激成核并介导平滑肌素定位到肌肉肌节的中部。谢罗等人（2008） 发现，敲除 leiomodin 会严重损害培养的肌肉细胞中的肌小节组装，这表明 leiomodin 在肌肉中原肌球蛋白修饰的细丝成核中发挥作用。

在纯化的人肠平滑肌细胞（hiSMC） 中用 siRNA 敲低 LMOD1 后，Halim 等人（2017） 观察到通过超速离心沉淀的丝状肌节蛋白减少。胶原凝胶收缩测定显示，随着 LMOD1 的减少，hiSMC 的收缩活性降低了 40%。 Lmod1 -/- 小鼠还表现出丝状肌节蛋白减少，肌动描记实验显示突变小鼠的空肠环段抗拉强度明显缺乏。作者认为，LMOD1 蛋白表达的丧失会导致结构完整性受损和内脏平滑肌组织的收缩受损。

▼ 分子遗传学

Halim 等人发现，一名荷兰女婴在出生 5 天后死于巨囊小结肠肠蠕动功能减退综合征（MMIHS3; 619362），且已知 MMIHS 相关基因突变呈阴性（2017） 鉴定了 LMOD1 基因（R370X; 602715.0001） 中无义突变的纯合性，她未受影响的近亲父母是杂合子。

▼ 动物模型

Halim 等人使用 CRISPR 基因组编辑（2017） 通过蛋白质印迹分析生成了胃、主动脉和膀胱中 Lmod1 水平不可检测的 Lmod1 -/- 小鼠；免疫荧光显微镜证实胃、膀胱和肠的平滑肌层中不存在 Lmod1。在胚胎发育 18.5 天时，纯合突变体表现出膀胱扩张，在某些情况下膀胱扩张得大到侵入腹腔。组织学显示膀胱逼尿肌早发变薄。出生后，所有纯合突变体均出现胃轻瘫，胃增大，膀胱增大，有的还出现肾积水。对出生后小鼠的组织学分析表明，胃和膀胱的内脏平滑肌层变薄和压实，并且膀胱移行上皮严重丧失。 Lmod1缺失小鼠的肠道长度显着缩短，但小肠没有表现出明显的组织病理学变化，也没有小结肠的证据。尽管主动脉和食管的平滑肌细胞中不存在 Lmod1，但这些组织没有明显的组织病理学变化。作者注意到 Lmod1 缺失小鼠的表型与人类 MMIHS 表型之间的相似性。

▼ 等位基因变异体（1 个选定示例）：

.0001 巨囊-小结肠-肠蠕动功能减退综合征 3（1 名患者）
LMOD1、ARG370TER

Halim 等人发现，一名荷兰女婴在出生后 5 天死于巨囊小结肠肠蠕动功能减退综合征 3（MMIHS3；619362）（2017） 鉴定了 LMOD1 基因外显子 2 中 c.1108C-T 转换（c.1108C-T, NM_012134.2） 的纯合性，导致 arg370 至 ter（R370X） 取代。她未受影响的近亲父母是该突变的杂合子。对患者真皮成纤维细胞的 RT-qPCR 分析显示，与对照相比，LMOD1 的表达显着降低，Western blot 分析显示，与对照相比，LMOD1 蛋白也显着降低。