小头畸形7

STIL1定位于亲代中心细胞周围的中心细胞周围物质,对于细胞周期中的中心细胞复制至关重要(Vulprecht等,2012)。

细胞遗传学位置:1p33
基因座标(GRCh38):1:47,250,138-47,314,895

Gene-Phenotype Relationships
Location Phenotype Phenotype
MIM number
Inheritance Phenotype
mapping key
1p33 Microcephaly 7, primary, autosomal recessive 612703 AR 3

▼ 克隆和表达
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在研究SCL基因(TAL1; 187040)的转录本时,Aplan等人(1990年)确定了STIL,他们将其称为SIL。SIL是通过SIL和SCL的5个引物UTR之间的间质缺失而在T细胞系中融合cDNA鉴定的(参见CYTOGENETICS)。与SCL一样,SIL表现出跨物种保护。Northern印迹分析在胸腺和T细胞系mRNA中检测到5.5-kb的SIL转录物。

通过使用人SIL探针进行的Southern印迹分析,Collazo-Garcia等(1995年)在牛和小鼠中检测到SIL直系同源物,但在鸡,鲨鱼,果蝇或酵母中未检测到。他们克隆了小鼠Sil,它编码一种推导的1262个氨基酸蛋白,具有许多潜在的磷酸化和N-糖基化位点。小鼠蛋白与1,287个氨基酸的人SIL蛋白具有75%的同一性。RT-PCR检测到所有小鼠组织中的Sil表达,在骨髓,胸腺,脾脏,结肠和胃中含量最高。

Karkera等(2002年)发现人类SIL蛋白包含一个假定的核定位信号和一个与TGF-β的C端结构域相似的半胱氨酸端结构域(TGFB1;190180)。

通过RT-PCR,Kumar等人(2009年)检测到人类胎儿大脑中STIL基因的表达,并暗示它可能与神经元细胞增殖有关。

Vulprecht等(2012年)报道,STIL在C末端附近有一个中央螺旋线圈结构域和一个STAN结构域。他们发现,荧光标记的STIL在人U2OS骨肉瘤细胞的有丝分裂过程中定位于中心体。STIL在中心体的表达始于G1早期,在G1晚期至S至G2阶段逐渐升高,并在后期降低。免疫电子显微镜将STIL定位在母体中心周围的中心体周围物质上。光漂白后的荧光恢复表明,一部分STIL连续在U2OS细胞的细胞质和中心体之间穿梭。

通过定量RT-PCR,李等人(2013年)发现,在所有成年斑马鱼的组织和器官中均表达了提尔。斑马鱼胚胎中的Stil表达高于成年。胚胎的原位杂交检测到脑和脊髓中的高stil mRNA。

▼ 基因结构
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Karkera等(2002)确定STIL基因包含20个外显子,包括交替剪接的外显子13A和13B以及18A和18B。编码区始于外显子3。

Colaizzo-Anas和Aplan(2003)在STIL基因的上游区域确定了3个共有的CCAAT框,3个潜在的SP1(189906)位点,一个潜在的E2F(见189971)位点和2个潜在的GATA1(305371)位点。主要转录起始位点周围的区域高度富含GC,具有34个拷贝的CpG二核苷酸。Colaizzo-Anas和Aplan(2003)在核苷酸-193和-80之间确定了一个最小的启动子区域,该区域包括所有3个CCAAT框。

▼ 测绘
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使用FISH,Karkera等人(2002)证实STIL基因对应到染色体1p32。

Gross(2013)根据STIL序列(GenBank AF349657)与基因组序列(GRCh37)的比对将STIL基因定位到1p33号染色体。

▼ 基因功能
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使用Northern印迹分析,Collazo-Garcia等(1995)发现在小鼠红白血病细胞系中,DMSO诱导的分化后Sil的表达降低。

Aplan等(1997)证明转基因小鼠中,由人类SIL调节元件驱动的不适当表达人类SCL蛋白,与错误表达的LMO1(186921)蛋白协同作用,发展出侵袭性T细胞恶性肿瘤,从而概括了人类T细胞亚群中的情况-cell ALL。Aplan等(1997年)还表明,不适当表达的SCL可能会干扰中胚层衍生的其他组织的发育。最后,Aplan等(1997)证明缺乏SCL反式激活结构域的SCL构建体与错误表达的LMO1协同作用,表明SCL反式激活结构域可用于致癌作用,并支持SCL基因产物通过显性负机制发挥其致癌作用这一假说。

Colaizzo-Anas和Aplan(2003)发现,小鼠和人类SIL基因的启动子区域具有高度的序列保守性。两种启动子均能在小鼠和人类细胞中激活报告基因的翻译,这与高度的序列保守性是一致的。在小鼠红白血病细胞中表达后,DMSO下调了SIL和模仿SIL / SCL重排的SIL / SCL构建体的表达。小鼠Sil启动子的CpG区域在其中高表达Sil基因的骨髓DNA中部分未甲基化,而在其中不表达Sil的骨骼肌,肝脏和脑DNA中更高甲基化。

Vulprecht等(2012)发现在centrin-2(CETN2; 300006)中PLK4(605031)的过表达)表达的HeLa细胞诱导了亲本中心上多个原核的形成以及亲本中心周围STIL的积累。在过表达PLK4的细胞中STIL的敲除消除了中心体的重复。Stil-/-小鼠胚胎成纤维细胞(MEF)缺乏中心体和原发纤毛。人STIL在Stil-/-MEF中的表达诱导中心体和原发纤毛的再出现。在U2OS细胞中STIL的过表达导致出现多个中心粒状结构,但并未引起多核化。敲低U2OS细胞中的STIL导致中心体数目逐渐减少和原发性纤毛损失。击倒STIL还减少了SAS6(SSAS6; 609321)的中心体含量,但不减少中心蛋白γ-微管蛋白(TUBG1; 191135)或pericentrin(PCNT; 605925)。免疫沉淀分析表明,STIL 在转染的HEK293细胞中与CPAP(CENPJ; 609279)相互作用,表明STIL是中心粒复制机制的一部分。缺失分析表明,STIL的N末端一半与CPAP相互作用,并且STIL的STAN结构域是中心体定位和复制所必需的。

Moyer等(2015年)指出STIL STAN结构域的PLK4依赖性磷酸化产生了SAS6的结合位点,这是SAS6募集到原核糖体装配位点所必需的。他们发现,STIL的中央螺旋线圈结构域与活性和非活性PLK4相互作用。与STIL的相互作用刺激了PLK4激酶活性,导致STAN结构域中的ser1108和ser1116上的STIL磷酸化,以及激酶结构域的激活环中thr170上的PLK4的自磷酸化。PLK4的自磷酸化通过蛋白酶体刺激其降解,并在中心体处抑制STIL稳定的PLK4。丙氨酸取代表明,STAN结构域丝氨酸上STIL的磷酸化是STIL与中心粒相互作用和中心粒复制所必需的。Moyer等(2015年)得出结论,PLK4介导的STIL磷酸化提高了STIL靶向中心粒的效率,从而导致SAS6的募集和中心粒重复。

刘等(2018)发现CEP85(618898)通过直接与STIL相互作用来积极调节中心粒重复。与CEP85的相互作用对于中心体上STIL的募集和稳定性以及中心体复制期间PLK4的后续激活至关重要。CEP85和STIL的相互作用通过STIL的N末端结构域和CEP85的C末端螺旋结构域得以促进。X射线晶体学和突变分析表明,蛋白质通过高度保守的界面相互作用,显示出2:2的结合率,其中STIL的1个N末端结构域与平行CEP85二聚体的2条卷曲螺旋链中的每条结合。

▼ 细胞遗传学
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Aplan等(1990)确定了在SIL和SCL的5-primer UTR之间的间隙删除导致的T细胞系中的融合cDNA。他们认为不太可能形成嵌合的SIL / SCL蛋白,因为SIL在SCL消息中起始ATG之前的帧内TAA终止密码子上游的SCL 5-primer UTR中加入了SCL。类似于1; 14易位,该缺失使SIL和SCL靠在一起,并破坏了SCL的5个主要调控区域。在其他2个T细胞系中发现了基本相同的缺失。Aplan等(1990)怀疑重排是由V-(D)-J重组酶活性介导的,尽管这两个基因都不编码免疫球蛋白或T细胞受体。通过对NotI消化的基因组DNA的脉冲场凝胶分析,他们得出的结论是重排是1号染色体少于260 kb的间隙缺失。

布朗等(1990)报道了50名患T细胞急性淋巴细胞白血病的儿童中有13名符合SIL / SCL融合的基因组重排。这项工作表明,除了免疫受体以外,影响生长的基因有重排的危险。

Aplan等(1992年)发现SIL / SCL重排比t(11; 14)易位的频率高几倍,并且特异于T细胞ALL。来自30名B细胞前体ALL患者的白血病母细胞未能显示出这种变化。融合发生在两个基因的5个引物的UTR中,保留了SCL编码区。这种重排的最终结果是SCL mRNA表达受到SIL启动子的调节,导致SCL表达不适当。

▼ 分子遗传学
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Kumar等(2009)确定了STIL基因(3个不同的纯合突变181590.0001 - 181590.0003)在4个与初级小头畸形-7(MCPH7;印度家庭的受影响的成员612703)。

Papari等人在来自伊朗布什尔省的一个大型近亲血友病患者中,其原发性小头畸形为7(2013年)确定了STIL基因的纯合突变(L798W; 181590.0004)。通过连锁分析和候选基因测序发现了该突变。该家族是由来自伊朗同一地区的常染色体隐性原发性小头畸形的14个家族中较大的一个队列确定的。另外一个家族的ASPM基因突变(605481)与MCPH5(608716)一致,但在其他12个家族中均未发现突变。

Kakar等人在一个高度血缘的带有MCPH7的巴基斯坦家庭的受影响成员中(2015年)确定了STIL基因的纯合截短突变(181590.0005)。该突变是通过纯合性作图和全外显子组测序相结合而发现的,与该家族的疾病分离。

▼ 动物模型
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Izraeli等(1999)通过同源重组破坏了小鼠的Sil基因。杂合子是正常的,但是突变纯合子在胚胎第10.5天后在子宫内死亡。在7.5和8.5天的胚胎之间,Sil-/-胚胎出现了惊人的发育异常。与野生型胚胎相比,Sil突变体除具有缩小的大小和有限的发育进程外,还显示出明显的中线神经管缺陷,包括神经管闭合和全前脑迟发或衰竭(236100)。另外,左右发展异常。在杂合子和野生型胚胎中,胚胎心管始终向右弯曲,而在Sil突变体中,心脏环的方向是随机的。节点(601265),Lefty2(601877)和Pitx2(601542)通常仅在心脏循环前在左侧外侧中胚层中表达,而Pitx2在循环心脏管的左侧继续表达。相反,Sil突变体在检查的所有阶段均显示Nodal和Pitx2的两侧对称表达。对于Lefty2,大多数Sil-/-胚胎也表现出双边对称表达。但是,少数突变体仅在右侧表达Lefty2。两个修补的(表达601309)和中Gli1(165220 / - -胚胎中实大大降低)。嘘(600725)和Hnf3b(600288)在Sil突变体的脊索中表达。然而,其靶基因的表达显着降低表明中线的Shh信号可能已在Sil-/-胚胎中被阻断。与具有轴向缺陷但心脏循环正常的Shh突变体胚胎的比较表明,异常中线发育对左右模式的影响取决于发病时间,持续时间和Nodal表达的正常不对称模式破坏的严重性,Lefty2和Pitx2。

'夜盲b'(nbb)突变导致斑马鱼视网膜多巴胺能复合体细胞(DA-IPC)的晚期发作性变性。4个月大后,杂合突变体在长时间的黑暗适应过程中显示出降低的视觉敏感性,并降低了视网膜DA-IPC的数量。纯合子中的nbb突变具有胚胎致死性。Li等(2013)发现nbb表型是由斑马鱼stil基因中的G到A转变引起的,该转变改变了内含子8中的供体剪接位点,导致插入了37bp的片段并引入了终止密码子。吗啉介导的敲低表达的增加增加DA-IPC对神经元表面蛋白的敏感性。抑制嘘(600725信号转导增加了突变体和野生型DA-IPC对神经毒性损伤的敏感性,shh信号转导升高保护了nbb突变体DA-IPC免受神经毒性损伤。

▼ 等位基因变异体(5个示例):
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.0001微头孢菌7,主要,常染色体
斯蒂尔,GLN1239TER
在3个患有原发性小头畸形7的印度同胞(MCPH7; 612703)中,Kumar等人(2009年)确定了STIL基因第18外显子的纯合3715C-T过渡,导致gln1239-to-ter(Q1239X)取代。每个未受影响的亲本都是该突变的杂合子,在202个对照染色体中未发现。

.0002微头孢菌7,主要,常染色体
STIL,1-BP DEL,3655G
Kumar等人在2个患有原发性小头畸形7的印度家庭的受影响成员中(MCPH7; 612703)(2009年)确定了STIL基因第18外显子的纯合1 bp缺失(3655delG),预计会导致移码和过早终止。单倍型分析没有提示创始人效应。

.0003微小菌种7,初级,常染色体
STIL,IVS16DS,GA,+ 1
在印度血吸虫父母中出生的原发性小头畸形7(MCPH7; 612703)的印度患者中,Kumar等人(2009年)确定了STIL基因内含子16的纯合G到A过渡,预计会导致蛋白质被截断。在208个对照染色体中未发现该突变。

.0004微小菌种7,初级,常染色体
STIL,LEU798TRP
Papari等人在来自伊朗布什尔省的一个大型近亲家庭的患病成员中,他们患有原发性小头畸形7(MCPH7; 612703)(2013年)确定了STIL基因第14外显子的纯合c.2392T-G转化,导致在保守残基处leu798-trp(L798W)取代。通过连锁分析和候选基因测序发现的突变在100个伊朗对照组中未发现。没有进行功能研究。

.0005微小菌种7,初级,常染色体
STIL,IVS5DS,GA,+ 5
Kakar等人在一个具有近亲遗传性隐性原发性小头畸形7(MCPH7; 612703)的高度血缘的巴基斯坦家庭的6个受影响成员中(2015年)在STIL基因的内含子5中发现纯合的G到A过渡(c.453 + 5G-A),导致外显子5的跳过和过早终止(Asp89GlyfsTer8)。该突变是通过纯合性作图和全外显子组测序相结合发现的,并通过Sanger测序证实,与该家族的疾病分离,在511个内部对照外显子组中未在dbSNP或Exome Variant Server数据库中找到。 ,或在90个巴基斯坦控制中。对患者细胞的分析表明,该突变导致了一个漏接的剪接缺陷,其中大多数转录本显示出异常的剪接。2例患者的脑部影像学表现与大叶全脑前叶一致。