血管生成素1； ANGPT1

ANG1

HGNC 批准的基因符号：ANGPT1

细胞遗传学位置：8q23.1 基因组坐标（GRCh38）：8:107,249,482-107,497,918（来自 NCBI）

▼ 说明

Angiopoietin-1 是一种血管生成生长因子，具有抗渗透性和抗炎特性（Chen 等人，2010 年总结）。

▼ 克隆与表达

TIE2（TEK; 600221） 是一种受体样酪氨酸激酶，几乎仅在内皮细胞和早期造血细胞中表达，是胚胎发生过程中血管结构正常发育所必需的。戴维斯等人（1996） 使用一种新颖的表达克隆技术鉴定了 TIE2 的分泌配体，称为血管生成素-1，该技术涉及 COS 细胞中配体的细胞内捕获和保护。该人类基因编码 498 个氨基酸的多肽，具有预测的卷曲螺旋和纤维蛋白原样结构域。 angiopoietin-1 的结构不同于已知的血管生成因子或受体酪氨酸激酶的其他配体。尽管angiopoietin-1结合并诱导TIE2的酪氨酸磷酸化，但它并不直接促进培养的内皮细胞的生长。然而，它的表达以及与发育中血管的密切关系表明血管生成素-1 参与了内皮发育过程。另请参见血管生成素-2（601922）。

汤姆森等人（2017）分析了小鼠眼睛虹膜角膜角中Angpt1的表达，观察到Angpt1在小梁膜和邻近施累姆管外壁的细胞中表达。

▼ 基因结构

沃德等人（2001） 确定 ANGPT1 基因包含 9 个外显子，跨度 48.3 kb。外显子 1 至 5 编码 N 末端、卷曲螺旋结构域和部分铰链区，外显子 5 至 9 编码铰链区的其余部分、纤维蛋白原（参见 134820）样结构域和 C 末端。

▼ 测绘

Cheung 等人通过 FISH 和放射杂交分析（1998） 将 ANGPT1 基因对应到 8q22.3-q23。 Grosios 等人使用辐射杂交分析和 FISH（1999） 还将 ANGPT1 基因定位到染色体 8q22.3-q23。作者：FISH，Valenzuela 等人（1999） 将 ANGPT1 基因定位到与小鼠 15 号染色体显示同线性同源性的 8q22 区域，他们将小鼠 Angpt1 基因定位在该区域。然而，通过间接原位 PCR 和 FISH，Marziliano 等人（1999） 将小鼠的 Angpt1 基因定位到染色体 9E2。

▼ 基因功能

Folkman 和 D'Amore（1996） 指出，小鼠和人类的血管异常是由血管内皮细胞上的受体-配体系统定义的。血管重塑中的明显缺陷可能是由于受体的激活突变（Vikkula 等，1996）、配体的缺失（Suri 等，1996）或 TIE2 受体本身的缺陷（Sato）造成的。等人，1995）。然而，虽然每种情况都揭示了血管重塑的普遍异常，但可能存在细微但重要的差异。

为了探索 VEGF（192240） 和血管生成素在肿瘤血管生成过程中合作的可能性，Holash 等人（1999） 分析了几种不同的小鼠和人类肿瘤模型。大鼠 C6 神经胶质瘤中肿瘤血管消退、细胞凋亡以及内皮细胞与支持细胞相互作用的破坏之间的明显关联提出了阻断 Ang1 的稳定作用可能有助于肿瘤血管消退的可能性。 Holash 等人与这种可能性一致（1999）指出，血管生成素-1对于培养的内皮细胞具有抗凋亡作用，并且在肿瘤血管消退之前，其拮抗剂血管生成素-2的表达在肿瘤血管的内皮细胞中被诱导。人类肿瘤中血管生成素-1 的弥漫性表达与大鼠模型中的表达相似。霍拉什等人（1999）提出，肿瘤的一个子集迅速选择现有的宿主血管，形成最初血管化良好的肿瘤块。也许作为宿主防御机制的一部分，这些最初选择的血管广泛消退，导致继发性无血管肿瘤和大量肿瘤细胞损失。然而，剩余的肿瘤最终被肿瘤边缘强大的血管生成所拯救。

Loughna 和 Sato（2001） 表明，血管生成素-1 和孤儿受体 TIE1（600222） 的组合功能对于右侧静脉系统的发育至关重要，但对于左侧静脉系统来说却是可有可无的。这一发现揭示了在网络不对称性在形态上变得可辨别之前，就存在用于建立右侧和左侧血管网络的独特遗传程序。

杰瓦等人（2002） 研究了妊娠期间血压正常的妊娠胎盘中的 VEGFA、ANGPT1 和 ANGPT2 转录谱及其编码的蛋白质产物。实时定量 PCR 分析表明，VEGFA 和 ANGPT1 mRNA 分别以线性模式增加 2.5%（不显着）和 2.8%/周（P = 0.034），而 ANGPT2 以对数方式减少 3.5%/周（P = 0.0003） ）。在妊娠早期，ANGPT2 mRNA 分别比 ANGPT1 和 VEGFA 高 400 倍和 100 倍，在第三个月则下降至 20 倍和 7 倍。原位杂交和免疫组织化学研究表明，VEGFA 定位于细胞、合体滋养层和血管周围细胞，而 ANGPT1 和 ANGPT2 仅存在于孕早期和中期未成熟中间绒毛的合体滋养层和血管周围细胞，以及成熟的中间绒毛和终末绒毛中。第三个三个月。作者得出的结论是，这些分子可能在胎盘生物学和绒毛膜绒毛血管发育以及以自分泌/旁分泌方式重塑中发挥重要作用。

造血干细胞（HSC） 与其特定微环境（称为干细胞生态位）的相互作用对于骨髓中的成人造血至关重要。荒井等人（2004） 证明表达受体酪氨酸激酶 TIE2 的 HSC 是静止的和抗凋亡的，并且包含粘附在骨髓生态位中的成骨细胞上的 HSC 侧群。 TIE2 与其配体 ANG1 的相互作用在体外诱导 HSC 的鹅卵石形成，并维持体内 HSC 的长期再增殖活性。此外，ANG1 增强了 HSC 静止并诱导与骨粘附的能力，从而保护 HSC 免受骨髓抑制应激。这些数据表明TIE2/ANG1信号通路在维持HSC在骨髓生态位中的静止状态中发挥着关键作用。

福原等人孤立地（2008） 和 Saharinen 等人（2008） 表明 ANG1 在细胞与细胞接触处的相邻内皮细胞表面上桥接 TIE2 分子。相比之下，细胞外基质结合的 ANG1 将 TIE2 定位在分离细胞的细胞-基质接触处。福原等人（2008） 报道 TIE2 优先激活细胞-细胞接触处的 AKT（参见 164730）信号传导和细胞-基质接触处的 ERK（参见 MAPK1；176948）信号传导。萨哈里宁等人（2008） 发现 ANG1 在汇合细胞的细胞间接触中诱导 TIE2 相关 eNOS（NOS3; 163729）（AKT 的下游底物）的磷酸化。作者得出的结论是，细胞微环境决定了活化的血管生成内皮细胞和静止内皮细胞之间的 TIE2 信号传导。

陈等人（2010） 发现 ANGPT1 受 microRNA mir211（613753） 调节。

▼ 分子遗传学

遗传性血管性水肿 5

Bafunno 等人在来自意大利第 3 代家族的 4 名患有遗传性血管性水肿 5（HAE5; 619361） 的女性中进行了研究（2018） 鉴定了 ANGPT1 基因中的杂合错义突变（A119S; 601667.0002）。该突变是通过全外显子组测序发现并经桑格测序证实的，与家族中的疾病分离。患者血浆显示 ANGPT1 水平正常，但与野生型相比，多聚体形式减少。该突变蛋白还表现出与其膜受体 TIE2 的结合减少。通过在 HEK293 细胞中表达突变也获得了类似的结果。巴丰诺等人（2018） 假设 ANGPT1 功能的改变会影响缓激肽介导的内皮细胞通透性。

关联待确认

有关 ANGPT1 基因变异与中风易感性之间可能关联的讨论，请参阅 601367。

有关原发性先天性青光眼（参见 GLC3A，231300）与 ANGPT1 基因变异之间可能关联的讨论，请参见 601667.0001。

▼ 动物模型

苏瑞等人（1996） 表明，经过基因改造缺乏 angiopoietin-1 的小鼠表现出血管生成缺陷，让人想起之前在缺乏 Tie2 的小鼠中看到的血管生成缺陷，证明 angiopoietin-1 是 Tie2 的主要生理配体，并且它具有与 Tie2 不同的关键体内血管生成作用。血管内皮生长因子（VEGF；192240），并且未反映在用于表征 VEGF 的经典体外测定中。他们得出结论，血管生成素-1 似乎在介导内皮与周围基质和间质之间的相互作用中发挥着至关重要的作用。

小鼠靶向基因失活研究表明，血管内皮生长因子对于血管发育的早期阶段是必需的，而血管生成素-1对于血管重塑的后期阶段是必需的。苏瑞等人（1998） 表明，小鼠皮肤中血管生成素-1 的转基因过度表达会产生更大、数量更多且分支度更高的血管。这些结果提出了血管生成素可单独使用或与 VEGF 组合使用以促进治疗性血管生成的可能性。

瑟斯顿等人（1999） 比较了皮肤中过度表达 Vegf 或 Ang1 的转基因小鼠。 Vegf 诱导的血管有渗漏，而 Ang1 诱导的血管则没有。此外，Ang1过度表达小鼠的血管对炎症因子引起的渗漏具有抵抗力。 Ang1 和 Vegf 的共表达对血管生成具有累加效应，但会导致 Ang1 典型的抗渗漏血管。瑟斯顿等人（1999）因此得出结论，ANG1可能有助于减少因慢性炎症或VEFG升高而导致渗漏的疾病中的微血管渗漏，并且与VEGF结合可促进非渗漏血管的生长。

汤姆森等人（2017） 生成了条件性敲除 Angpt1 和/或 Angpt2 的小鼠（601922），并观察到双敲除小鼠表现出施累姆管（SC） 完全缺失，而 Angpt1 敲除则表现出严重发育不全的 SC，其特征是间隙和不连续孤立的运河段。相比之下，Angpt2 敲除没有表现出形态学缺陷，表明 Angpt1 是虹膜角膜角的主要 TEK 配体。 Angpt1 敲除小鼠中 SC 的发育失败似乎是通过 2 个孤立但相关的过程发生的：角膜缘血管丛的发芽减少，以及形成 SC 的血管芽的增殖减少。

汤姆森等人（2020） 研究了 Angpt1 条件性基因敲除小鼠，这些小鼠出现了下形性施累姆管，迅速出现双侧眼压升高，并在 6 个月时表现出眼球突出。由于青光眼神经病变，出生后第一个月开始的持续性高眼压导致视力随着年龄的增长而下降。在神经视网膜中，作者发现了视网膜神经节细胞的明显且特定的损失，而其他视网膜神经元则表现出基本正常的形态和图案。视网膜电图记录显示暗视阈值反应降低，进一步表明视网膜神经节细胞功能丧失。作者得出结论，Angpt1 条件性基因敲除小鼠是治疗高压开角型青光眼的潜在有用模型。

▼ 等位基因变异体（2 个选定示例）：

.0001 意义未知的变体
ANGPT1，ARG494TER

该变异被归类为意义不明的变异，因为其对原发性先天性青光眼的贡献尚未得到证实（参见 GCL3A，231300）。

Thomson 等人从 284 个患有原发性先天性青光眼（PCG） 的家庭中得出，最常见的 PCG 相关基因突变呈阴性（2017） 鉴定了 3 名不相关的患者，他们是 ANGPLT1 基因突变的杂合子。一名男性患者（PCG 家族 1）在 2 岁时发病，ANGPT1 的外显子 9 发生 c.1480C-T 转变，导致纤维蛋白原内 arg494 到 ter（R494X） 的取代。类似结构域，仅位于正常终止密码子之前的 5 个残基处。他从未受影响的 41 岁母亲那里遗传了这种突变。第二个先证者（PCG 家族 2）在出生时就发病，从她未患病的父亲那里遗传了 Q236X 突变，而她未患病的妹妹也携带该突变。第三个先证者（PCG家族3）在出生时也发病，其ANGPT1错义变异（K249R）是杂合的；没有报告该家庭的隔离信息。对转染细胞中 R494X 突变体的分析表明，突变蛋白不被分泌，而是聚集在内质网衍生的囊泡中。共转染研究表明，R494X 突变体可以与野生型蛋白相互作用，可能具有显性负效应。使用 CRISPR/Cas9 基因组编辑方法，作者生成了携带 R494X 突变的小鼠品系，并在胚胎（E） 12.5 天后观察到没有活的纯合子，证实了 R494X 在功能上无效。杂合子正常出生，具有正常的施累姆管，表明存在足够的 ANGPT/TEK 信号以允许血管发育，这与最小或不存在显性负效应一致。携带 floxed Angpt1 等位基因（在 E16.5 处切除）的杂合子存活并表现出亚形性施累姆管，证明 R494X 突变体不能在施累姆管发育中替代野生型蛋白。关于在两个 PCG 家族中观察到的非外显率，作者指出，无义介导的衰减效率已报告个体间差异，这可能导致疾病外显率的变化。

.0002 遗传性血管性水肿，5（1 个家族）
ANGPT1、ALA119SER

Bafunno 等人在来自意大利第 3 代家族的 4 名患有遗传性血管性水肿 5（HAE5; 619361） 的女性中进行了研究（2018） 在 ANGPT1 基因的外显子 2 中发现杂合 c.807G-T 颠换（c.807G-T, NM_001146.3），导致在对多聚化很重要的保守残基处发生 ala119 到 Ser（A119S） 的取代。该突变是通过全外显子组测序发现并经桑格测序证实的，与家族中的疾病分离。该变体未出现在 1000 基因组计划或外显子组测序计划数据库中，但在 ExAC 数据库中以较低频率（8.2 x 10（-6）） 被发现。患者血浆显示 ANGPT1 水平正常，但与野生型相比，多聚体形式减少。该突变蛋白还表现出与其膜受体 TIE2（600221） 的结合减少。通过在 HEK293 细胞中表达突变也获得了类似的结果。巴丰诺等人（2018） 假设 ANGPT1 功能的改变会影响缓激肽介导的内皮细胞通透性。

d'Apolito 等人使用内皮细胞屏障的体外模型（2019） 发现，与野生型 ANGPT1 相比，突变型 A119S ANGPT1 在 VEGF 或缓激肽存在的情况下无法形成适当的细胞间粘附，从而诱导血管通透性。该突变的存在与细胞膜上 VE-钙粘蛋白（CDH5; 601120） 表达减少、β-连环蛋白（CTNNB1; 116806） 表达减少以及阻止 F-肌节蛋白应力纤维形成的能力受损相关。内皮屏障通透性。达波利托等人（2019） 的结论是，该突变降低了 ANGPT1 抵抗 VEGF 和缓激肽诱导的内皮通透性的能力，导致血管渗漏。研究结果与 ANGPT1 单倍体不足一致。