T框 转录因子 3； TBX3
T框3； TBX3
HGNC 批准的基因符号：TBX3
细胞遗传学位置：12q24.21 基因组坐标（GRCh38）：12:114,670,255-114,684,175（来自 NCBI）
▼ 说明
TBX3 基因是共享 T 框 DNA 结合域的转录因子家族的成员（Meneghini 等人总结，2006）。
▼ 克隆与表达
在研究 12q24.1 区域的过程中，连锁研究表明 Holt-Oram 综合征（142900） 位于该区域，Li 等人（1997）和巴森等人（1997） 鉴定了基因 TBX3 和 TBX5（601620）。后一个基因被发现是导致霍尔特-奥拉姆综合征的突变位点。
Bamshad 等人克隆了新的 TBX3 cDNA（1999） 完成了 TBX3 基因的表征并鉴定了选择性转录的 TBX3 转录本，其中包括 1 个中断 T 框的转录本。 TBX3基因的完整开放解读码组编码预测的723个氨基酸的蛋白质，其中255个氨基酸由新鉴定的外显子编码。其他 T框 基因与 TBX3 的比较表明在 DNA 结合域之外存在显着同源性的区域。
▼ 基因功能
索登等人（2001） 研究了果蝇“视运动盲”的作用；（omb） 相关 T框 基因在人类和小鼠视网膜发育中的作用。通过与果蝇 omb 基因杂交，从视网膜 cDNA 文库中分离出鼠 Tbx2（600747）、Tbx3 和 Tbx5 以及人 TBX2 cDNA。人类和小鼠 TBX2、TBX3 和 TBX5 在胚胎神经视网膜中不对称表达，在背侧和周边视网膜中 mRNA 水平最高。 TBX2 表达的背腹梯度在神经节细胞层（GCL） 形成之前消失。它的表达仅限于内部神经母细胞视网膜，后来到达 GCL 和内核层（INL）。 TBX5 和 TBX3 的背侧表达域在 GCL 形成过程中得以维持。随着视网膜的成熟，TBX3 的表达仅限于 INL，而 TBX5 在 GCL 内表达。作者得出的结论是，发育中的视网膜内 TBX2、TBX3 和 TBX5 的表达模式支持这样的观点，即编码的转录因子在提供位置信息方面发挥着重要作用，这些信息对于视网膜层轴上不同细胞类型分化的地形图绘制很重要。
胡加斯等人（2007） 发现小鼠心脏的窦房结是由 Tbx3 阳性前体细胞增殖形成的，而不是由心房边缘细胞增殖形成的。 Tbx3缺陷导致心房基因表达扩展到窦房结区域以及窦房结特异性基因表达的部分丧失。小鼠中 Tbx3 的异位表达抑制了心房表型，并将起搏器表型强加于心房，导致功能性异位起搏器的发育。
丹羽等人（2009） 表明，2 个 LIF（159540） 信号通路均通过不同的转录因子连接到维持多能性所需的核心电路。在小鼠胚胎干细胞中，Klf4（602253） 主要由 Jak-Stat3 通路激活，并优先激活 Sox2（184429），而 Tbx3 优先由磷脂酰肌醇-3-OH 激酶-Akt 和丝裂原激活蛋白激酶通路调节，主要刺激 Nanog（607937）。在缺乏 Lif 的情况下，Klf4 或 Tbx3 的人工表达足以维持多能性，同时维持 Oct3/4 的表达（164177）。值得注意的是，在缺乏 Klf4 和 Tbx3 活性的情况下，Nanog 的过度表达支持小鼠胚胎干细胞不依赖于 Lif 的自我更新。因此，丹羽等人（2009） 得出结论，KLF4 和 TBX3 参与介导核心电路的 LIF 信号传导，但与多能性的维持没有直接关系，因为胚胎干细胞在特定情况下无需表达即可保持多能性。
Wiese 等人利用遗传谱系分析、敲除研究和外植体测定（2009） 发现 Tbx18（604613） 是从间充质前体建立小鼠窦房结大头结构所必需的。随后，Tbx3 诱导起搏器基因表达以实现起搏器功能。
韩等人（2010） 表明转录因子 Tbx3 显着提高诱导多能干（iPS） 细胞的质量。用 Klf4 和 Tbx3 生成的 iPS 细胞在生殖细胞对性腺的贡献和生殖系遗传频率方面均优于。然而，全局基因表达谱无法区分两组 iPS 细胞。对胚胎干细胞中 Tbx3 结合位点的全基因组染色质免疫沉淀测序分析表明，Tbx3 除了与 Oct4、Sox2、Nanog 和 Smad1 共享许多共同的下游调控靶标外，还调节多能性相关因子和重编程因子（601595）。韩等人（2010） 的结论是，他们的研究强调了不同方法产生的 iPS 细胞之间内在的质量差异，并强调了在体外研究之外严格表征 iPS 细胞的必要性。
Wang 等人在小鼠中使用谱系追踪（2015） 发现 Axin2（604025） 识别出肝小叶中央静脉附近的一群增殖和自我更新的细胞。这些中央周围细胞表达早期肝脏祖细胞标记物Tbx3并且是二倍体，因此不同于成熟肝细胞，成熟肝细胞大多是多倍体。中央周围细胞的后代分化为Tbx3阴性的多倍体肝细胞，并且可以在稳态更新期间替代肝小叶上的所有肝细胞。邻近的中央静脉内皮细胞提供维持中央周围细胞的Wnt信号，从而构成生态位。王等人（2015） 得出的结论是，他们鉴定了肝脏中促进肝细胞稳态更新的细胞群，描述了其解剖学生态位的特征，并识别了调节其活性的分子信号。
肝细胞癌（HCC；114550）和肝内胆管癌（ICC；615619）在形态、转移潜力和治疗反应方面存在显着差异。西哈威尔等人（2018） 证明，肝脏微环境在表观遗传学上塑造了肝脏肿瘤发生的嵌合小鼠模型中的谱系定型。虽然坏死性凋亡相关的肝细胞因子微环境决定了致癌转化肝细胞的 ICC 生长，但如果含有相同致癌驱动因素的肝细胞被凋亡肝细胞包围，则它们会产生 HCC。小鼠 HCC 和 ICC 的表观基因组和转录组分析表明，Tbx3 和 Prdm5（614161） 是主要的微环境依赖性和表观遗传调控的谱系定型因子，该功能在人类中是保守的。西哈威尔等人（2018） 得出的结论是，他们的结果提供了对肝脏肿瘤发生中谱系定向的深入了解，并从分子角度解释了为什么常见的肝脏损伤风险因素会导致 HCC 或 ICC。
▼ 基因结构
易等人（2000） 确定 TBX3 基因至少包含 6 个外显子，跨度超过 9.0 kb。
奥斯特瓦尔德等人（2018）表明，同一基因附近普遍存在具有相似活性的多个增强子，赋予单个增强子功能丧失突变的表型鲁棒性。奥斯特瓦尔德等人（2018） 使用基因组编辑创建了 23 个小鼠删除系和杂交，包括肢体发育所需的 7 个不同位点的单个和组合增强子删除，包括 Gli3（165240）、Shox2（602504）、Tbx3、Tbx5（601620） 和 Lhx5（605992）。出乎意料的是，10 个单个增强子的缺失没有一个引起肢体形态的明显变化。相比之下，去除同一基因附近的成对肢体增强子会产生可辨别的表型，表明增强子在建立正常形态方面发挥了冗余作用。在因靶基因基线表达降低而敏感的遗传背景中，即使单个增强子缺失也会导致肢体异常，这表明增强子对基因表达水平的附加效应赋予了功能冗余。整合 29 个发育小鼠组织的表观基因组和转录组数据的全基因组分析表明，哺乳动物基因通常与具有相似时空活性的多个增强子相关。对 3 个代表性发育结构（四肢、大脑和心脏）的系统探索发现了 1000 多个案例，其中在同一基因附近发现了 5 个或更多具有冗余活动模式的增强子。奥斯特瓦尔德等人（2018）得出的结论是，他们的数据表明增强子冗余是哺乳动物基因组的一个非常普遍的特征，它提供了有效的调节缓冲，以防止个体增强子丢失时产生有害的表型后果。
谢等人（2018）指出TBX3基因由8个外显子组成。
▼ 测绘
人类 TBX3 和 TBX5 基因对应到染色体 12q24.1，而小鼠同源基因 Tbx3 和 Tbx5 对应到染色体 5（Li 等人，1997 年；Basson 等人，1997 年）。
坦特莱斯等人（2017） 指出 TBX3 基因对应到染色体 12q24.21。
▼ 分子遗传学
李等人（1997）指出TBX3可能是Noonan综合征（163950）和尺乳综合征（UMS;181450）的候选基因。事实证明确实是后一种可能性；巴姆沙德等人（1997） 证明了 2 个尺乳综合征家族的 TBX3 突变（602621.0001-602621.0002）。预计每个突变都会导致 TBX3 单倍体不足，这意味着该转录因子的临界水平是多个器官的形态发生所必需的。尺乳综合征的肢体异常涉及后部元件。 TBX5 突变会导致 Holt-Oram 综合征的前肢异常。由于 TBX3 和 TBX5 在结构和功能上的相似性以及由于紧密的连锁关系，Bamshad 等人（1997） 提出这些基因起源于一个共同的祖先基因，每个基因在哺乳动物上肢的模式中都获得了特定的互补作用。
巴姆沙德等人（1999） 在所有 8 个新报道的 UMS 家族中发现了 TBX3 基因的新突变，其中包括 T 框编码区域下游的 5 个突变。这表明 T 框外的一个或多个结构域是高度保守的，并且对于 TBX3 的功能很重要。巴姆沙德等人（1999）发现错义突变的人和缺失或移码的人之间没有明显的表型差异。
为了确定 C 端突变如何影响转录，Carlson 等人（2001） 创建了一系列融合蛋白来绘制赋予 Tbx3 转录活性、核定位和 DNA 结合特性的区域。 Tbx3 作为单体结合经典 brachyury 结合位点并抑制转录。关键抑制域（RD1） 位于 Tbx3 C 末端，可充当便携式抑制域。大多数 UMS 相关的 C 端突变体缺乏 RD1，并表现出转录抑制活性降低或丧失。残基 292-297 处的一簇碱性氨基酸充当核定位信号。两个 C 端截短突变体表现出蛋白质衰减率增加。 Tbx3 的 RD1 抑制域也被证明能够使初级胚胎成纤维细胞永生化。
Sasaki 等人在一位患有尺乳综合症的日本母亲和她的 2 个儿子中进行了研究（2002） 鉴定了 TBX3 基因中无义突变的杂合性（K273X; 601621.0003）。
Wollnik 等人在一个患有常染色体显性遗传尺乳综合征的土耳其第三代大家族的受影响成员中（2002） 鉴定了 TBX3（601621.0004） 中移码突变的杂合性。
在一名患有尺乳综合症的男孩和他的母亲中，Linden 等人（2009） 鉴定了 TBX3 基因中无义突变的杂合性（601621.0005）。
Tanteles 等人在患有尺乳综合症的双胞胎兄弟及其父亲中（2017） 鉴定了 TBX3 基因中无义突变的杂合性（601621.0006）。
Meneghini 等人在一个患有尺乳综合症的家庭中的 3 名成员中进行了研究（2006） 在 TBX3 基因的外显子 6 中发现了一个单碱基对插入（601621.0007），导致移码和提前终止密码子。该突变位于 T 框 DNA 结合结构域的下游，因此不会破坏或改变 T 结构域。作者回顾了之前报道的变异数据，并假设基因型与表型之间存在相关性，破坏 T 框 DNA 结合域的突变与更严重的表型相关。
Al-Qattan 等人在一名 10 岁女孩中发现，她的无名指孤立地双侧背侧，第四指蹼间隙稍深（2020） 鉴定了 TBX3 基因（601621.0008） 中的从头杂合 2 碱基对重复，导致移码和蛋白质过早终止。作者建议，这些临床表现应被视为尺乳综合征的 forme fruste 表型。
关联待确认
Xie 等人使用靶向测序（2018） 在 588 名圆锥动脉干心脏缺陷患者中的 6 名患者中发现了 6 名 TBX3 基因的 3 种潜在破坏性变异（A192T、M65L 和 A562V）（参见 217095），而在 300 名无心脏缺陷的对照患者中则没有发现这种变异。这些变异发生在脊椎动物中高度保守的位置。 A192T 和 M65L 的定量 RT-PCR 分析表明，这些变异导致 mRNA 表达高于野生型（p 小于 0.05）。 Western blot分析显示，A192T和A562V的蛋白表达低于野生型TBX3（p小于0.05），表明TBX3变异可能导致蛋白降解。 A192T 和 A562V 蛋白的功能分析显示，TBX3 下游基因 MEF2C（600662） 启动子的转录活性降低。作者假设 TBX3 的变异可能导致圆锥干心脏缺陷的病因学。
▼ 基因型/表型相关性
梅内吉尼等人（2006）回顾了尺乳腺综合征患者的数据，并提出破坏 T框 DNA 结合域的突变与更严重的表型相关。他们根据突变是在 T 结构域内还是 5 引物还是在 T 结构域的 3 引物将突变分为 2 类。肢体缺陷的外显率大于 85%。严重的肢体表型（定义为包括尺骨和/或肱骨受累）与废除或破坏 T 结构域的突变显着相关（p = 0.009）。乳腺受累分为正常（无明显乳腺表型）或受影响；同样，更严重的表型与 T 结构域的破坏相关，但这一发现没有统计学意义（p = 0.092）。 T 结构域破坏的患者中牙齿异常更为常见（p = 0.052）。关于顶浆腺/汗液-腋毛表型的数据太少，无法观察到相关性。
▼ 细胞遗传学
Borozdin 等人在一位被诊断患有 Holt-Oram 综合征的捷克母亲和 2 个女儿中（2006） 鉴定出包含 TBX5 和 TBX3 基因的 2.19 至 2.27 Mb 连续缺失。临床复查证实存在以前未被识别的尺乳综合征特征。博罗兹丁等人（2006） 指出连续缺失还包括 RBM19 基因（616444），但评论说它不太可能促成或改变表型，因为受影响个体中存在的所有异常都可以用 TBX5 或 TBX3 单倍体不足来解释。
克洛波茨基等人（2006） 对一名 3.5 岁女孩的 TBX3 基因进行了测序，该女孩具有尺侧乳腺样表型、畸形相和智力迟钝，但没有检测到任何突变。微阵列 CGH 显示染色体 12q24.21 上包含 TBX3 基因的 1.28 Mb 间质缺失存在杂合性。 FISH 证实了缺失和 TBX3 单倍体不足。父母均未携带删除信息。克洛波茨基等人（2006） 指出，这是对尺乳综合征患者基因组缺失引起的 TBX3 单倍体不足的首次描述，并表明在该患者中观察到的面部变化和智力迟钝可能是由于邻近基因的参与所致。
▼ 动物模型
Suzuki 等人利用 4 位小鸡腿的发展作为模型系统（2004） 研究了 Tbx2 和 Tbx3 在沿前后轴指定指趾身份方面的作用。 Tbx2 和 Tbx3 的错误表达分别诱导指趾 III 到指趾 IV 和指趾 II 到指趾 III 的后同源异型转化。相反，组成型活性突变体的错误表达诱导前部转化。在这两种情况下，观察到多个标记物的表达发生变化，包括 Bmp2（112261）、Shh（600725） 和 HoxD 基因（参见 142987）。此外，Tbx2 和 Tbx3 拯救了 Noggin（602991） 介导的指间 BMP 信号传导抑制，这对于建立指趾身份至关重要。铃木等人（2004） 得出结论，在发育中的小鸡中，Tbx3 指定指趾 III，Tbx2 和 Tbx3 的组合指定指趾 IV，与指间 BMP 信号级联一起作用。
▼ 等位基因变异体（8 个精选示例）：
.0001 尺侧乳腺综合征
TBX3，1-BP DEL，227T
Bamshad 等人在患有尺乳综合症（UMS; 181450） 的母子中（1997） 发现 TBX3 基因缺失了第 227 号核苷酸（胸苷），导致阅读框发生移位，并在 11 个新氨基酸之后出现提前终止密码子。母亲的手部 X 光检查显示，第四根手指（掌骨和指骨）完全缺失，右侧头骨和钩骨融合。该家族中的突变蛋白预计会编码一种明显截短的蛋白，仅包含 86 个氨基酸，并且缺乏整个 T框 结构域。这种突变蛋白应该不能结合 DNA。该家庭受影响的成员表现出肢体和顶浆分泌异常。
.0002 尺侧乳腺综合征
TBX3、IVS2DS、G-C、+1
Bamshad 等人在患有尺乳综合症（UMS; 181450） 的母女中（1997） 证明了内含子 2 的第一个核苷酸中 G 到 C 颠换的杂合性。这种取代改变了共有剪接供体位点，并预计会改变基因剪接。该家族表现出四肢、顶浆分泌和生殖器异常。
.0003 尺侧乳腺综合征
TBX3、LYS273TER
Sasaki 等人在一位患有尺乳综合症的日本母亲和她的 2 个儿子中（UMS；181450）（2002） 在 TBX3 基因的外显子 4 中发现杂合 817A-T 突变，导致 lys273 到 ter 的取代。该突变预计会损害 TBX3 蛋白的 DNA 结合能力。
.0004 尺侧乳腺综合征
TBX3，1-BP INS，88A
沃尔尼克等人（2002） 报道了一个土耳其大家庭，其中 3 代有 10 名成员患有常染色体显性尺乳综合征（UMS; 181450）。该疾病的表型表达在受影响的家庭成员中差异很大，表现出后肢（尺骨或轴后）肢体缺陷和/或重复、乳腺发育不全、顶浆分泌功能障碍以及牙齿和生殖器异常。突变分析发现 TBX3 基因中有一个 1 bp 插入（88insA）。截短的蛋白质缺乏 TBX3 几乎所有功能上重要的部分，并且可能完全丧失功能。
.0005 尺侧乳腺综合征
TBX3、GLN331TER
在一名患有尺乳综合症的男孩和他的母亲中（UMS；181450），Linden 等人（2009） 鉴定了 TBX3 基因外显子 5 中 991C-T 转变的杂合性，导致 gln331 到 ter（Q331X） 的取代。该男孩具有 UMS 中迄今为止未描述的表型特征，包括垂体前叶发育不全和异位垂体后叶、室间隔缺损和与 Wolff-Parkinson-White 综合征一致的心脏传导缺陷（见 194200）。男孩的母亲没有表现出UMS的经典特征，支持UMS在同一家庭内的可变表达性。
.0006 尺侧乳腺综合征
TBX3、GLU475TER
Tanteles 等人通过对塞浦路斯家庭的 TBX3 基因进行靶向桑格测序，该家庭的双胞胎兄弟及其父亲均患有尺乳综合症（UMS; 181450）（2017） 鉴定了 TBX3 基因外显子 6 中 c.1423C-T 转换的杂合性，导致 glu475 到 ter（Q475X） 取代。该突变与家庭中的疾病分离。这对双胞胎表现出这种疾病的典型特征，而他们的父亲则受到轻微影响。
.0007 尺侧乳腺综合征
TBX3，1-BP INS，1586C
Meneghini 等人在患有尺乳综合症（UMS; 181450） 的 3 名家庭成员中（2006） 在 TBX3 基因的外显子 6 中鉴定出单碱基对插入（c.1586_1587insC），导致密码子 399 处出现移码，并在密码子 406 处出现过早终止密码子。通过靶向测序鉴定了该突变，并与该疾病分离。家庭。据报道，该父系家庭的其他 3 名成员也有手部畸形，但这些人无法用于分析。该突变位于 T 框 DNA 结合结构域的下游，因此不会破坏或改变 T 结构域。未进行功能研究。
.0008 尺侧乳腺综合征
TBX3、2-BP DUP、NT1920
Al-Qattan 等人在一名 10 岁女孩中发现，其无名指孤立双侧背侧，第四指网间隙稍深（UMS；181450）（2020） 在 TBX3 基因中发现了一个从头杂合的 2 碱基对重复（c.1920_1921dup, NM_005996.3），导致移码变异和过早终止密码子（Pro641ArgfsTer229, P641RfsX229）。该突变通过三重全外显子组测序进行鉴定，并通过桑格测序进行确认。没有进行功能研究或患者细胞的研究。作者建议，这些发现应被视为尺乳综合征的 fruste 表型。
