形成同源 2 结构域蛋白 3； FHOD3

FH1/FH2 域包含蛋白 2； FHOS2
KIAA1695

HGNC 批准的基因符号：FHOD3

细胞遗传学位置：18q12.2 基因组坐标（GRCh38）：18:36,297,713-36,780,220（来自 NCBI）

▼ 说明

含有福尔明（FMN1; 136535）同源（FH）结构域的蛋白质，例如 FHOD3，在肌节蛋白细胞骨架的调节中发挥作用（Kanaya et al., 2005）。

▼ 克隆与表达

Nagase 等人通过对从尺寸分级的胎儿脑 cDNA 文库中获得的克隆进行测序（2000）克隆了FHOD3，他们将其命名为KIAA1695。推导的蛋白质含有1,199个氨基酸。 RT-PCR ELISA 检测到心脏中的表达最高，其次是胎儿脑和成人骨骼肌。在所检查的所有其他整个组织和特定脑区域中检测到中间表达。

通过搜索与 FHOD1（606881）相似的序列，Katoh 和 Katoh（2004）鉴定了 3 个 FHOD3 选择性剪接变体。一种变体编码全长蛋白质，而其他变体 KIAA1695 和 FLJ34580 分别缺乏外显子 11 和外显子 13。推导的全长蛋白含有 1,439 个氨基酸，并具有中央 FH1 结构域和 C 端 FH2 结构域。 FHOD3 与 FHOD1 具有 52.1% 的氨基酸同一性，与果蝇 FHOD3 直系同源物具有 43.9% 的氨基酸同一性。除了 FH1 和 FH2 结构域外，这些蛋白质还具有保守的 N 端和 C 端结构域，作者分别将其命名为 FHDHN 和 FHDHC。

Kanaya 等人通过在 EST 数据库中搜索与 FHOD1 相似的序列，然后筛选人胎脑 cDNA 文库、RT-PCR 和 5-prime RACE（2005）克隆了FHOD3，他们将其命名为FHOS2。推导的蛋白质含有1,422个氨基酸。卡纳亚等人（2005）还鉴定了小鼠 Fhos2 的 2 个剪接变体，命名为 Fhos2l 和 Fhos2s，它们分别编码 1,578 和 1,427 个氨基酸的蛋白质，并因 N 端半部序列的存在或缺失而不同。 Fhos2s 与人类 FHOS2 具有 91% 的氨基酸同一性。对几种小鼠组织的 Northern 印迹分析发现，心脏和肾脏中 Fhos2 表达丰富，大脑中表达量低得多，而其他组织中表达很少甚至没有。 Fhos2s 在肾脏和大脑中表达，而 Fhos2l 主要在心脏中表达。 FHOS2在人体组织中的表达模式相似。对大鼠胚胎心肌细胞的免疫细胞化学分析检测到 Fhos2 与巢蛋白（NES；600915）（一种中间丝蛋白）的共定位。在胎鼠大脑中，Fhos2 定位于从心室表面延伸至软脑膜表面的径向纤维。在延髓中，它定位于从第四脑室表面延伸的径向过程。在发育中的心脏中，Fhos2 定位于 I 带结构。 Fhos2 与巢蛋白一起部分定位于发育中的大脑，但不定位于发育中的心脏。

▼ 基因结构

Katoh 和 Katoh（2004）确定 FHOD3 基因至少包含 25 个外显子。

▼ 测绘

通过基因组序列分析，Katoh 和 Katoh（2004）将 FHOD3 基因定位到染色体 18q12.2。

▼ 基因功能

卡纳亚等人（2005）指出，FHOS1 似乎通常以非活性形式折叠，通过其 N 端和 C 端区域之间的分子内相互作用维持。 N 或 C 末端区域的缺失会激活 FHOS1，诱导应力纤维形成。卡纳亚等人（2005）因此，在 HeLa 细胞中过表达 C 端截短形式的小鼠 Fhos2l 和 Fhos2s，并发现两者都能诱导应力纤维形成和细胞伸长。 C 端截短的 Fhos2s 定位于肌节蛋白丝，而 C 端截短的 Fhos2l 则不然。

▼ 分子遗传学

在 174 名不相关的肥厚型心肌病（CMH；参见 CMH28, 619402）患者的队列中，Wooten 等人（2013）进行了一项病例对照全基因组关联研究，以确定常见的 CMH 相关多态性。他们鉴定出与 CMH 相关的内含子 FHOD3 变异（rs516514）（比值比，2.45，95% CI 1.76-3.41，p = 1.25 x 10（-7）），并在由 1,012 名先证者组成的孤立队列中验证了与 CMH 的关联。对与内含子变体部分连锁不平衡的非同义变体 V1151I（rs2303510）的测试揭示了与 CMH 更强的关联。在心脏组织中检测到 V1151I 的两个等位基因的表达，表明 FHOD3 可能在心脏功能中发挥重要作用。

通过大规模并行测序，Ochoa 等人（2018）分析了 7,881 名诊断为不同遗传性心脏病的连续先证者的 FHOD3 基因，并鉴定了 74 名携带候选变异的 CMH 先证者。 25 名同意进行分离分析的先证者存在 CMH 家族史，其中没有一人携带肌节 CMH 相关基因的其他变异。对来自 25 个家族的 129 名成员进行的临床评估和基因分型得出的 Lod 分数为 7.92，表明非常强的共隔离。在至少 1 个家族中与 CMH 共分离的 13 种变异被认为是致病性或极有可能致病性，其中包括在大型多代西班牙谱系以及来自英国的 1 个先证者和来自丹麦的 1 个先证者中发现的 Y528C 替换（609691.0001）。另一个明显致病性变异是在 5 个家庭和 5 个散发患者中发现的内框缺失（S527del; 609691.0002）。作者得出结论，FHOD3 是 CMH 中的一种新疾病基因，约占病例的 1% 至 2%。

在一个患有 CMH 的 3 代中国家庭中，有 7 名受影响的成员，Huang 等人（2020）鉴定了 FHOD3 基因中 S527del 突变的杂合性。在 10 岁先证者的 20 岁未患病表弟中也发现了这种突变。先证者比他的亲属受到更严重的影响，还被发现携带其他 3 个心脏相关基因的杂合变异，RNF207（616923）、CCM2（607929）和 SGCZ（608113），这些基因遗传自他未受影响的母亲。

Ochoa 等人从 5,493 名 CMH 先证者队列中发现，其中拷贝数变异（CNV）适合进行分析（2020）鉴定了 3 个先证者，其缺失涉及 FHOD3 基因的外显子 15 和 16（参见例如 609691.0003）。所有先证者均不携带可以解释该表型的其他遗传变异。其中 2 个家庭观察到不完全外显。

▼ 动物模型

Kan-o 等人（2012）生成了 Fhod3 -/- 小鼠，并在胚胎第（E） 11.5 天时观察到胚胎致死率，并伴有大量心包积液。杂合子在表型上与野生型小鼠没有区别。当由前肌原纤维组成的发育中的心脏开始自发收缩时，纯合突变小鼠在E8.5之前表现正常。尽管发育中的心管开始向右成环，但随后的心室形成和心肌小梁发育都中止了。组织化学分析表明，E8.5 在心脏中形成具有周期性 α-辅肌节蛋白点（参见 102575）的前肌原纤维，但未能成熟为横纹成熟肌原纤维。所有 Fhod3 -/- 胚胎均表现出神经管闭合缺陷；野生型Fhod3在心肌中的特异性表达恢复了肌原纤维的成熟和心肌发生，但没有挽救外脑畸形表型。此外，过度表达与肌节蛋白结合有缺陷的突变体 Fhod3 的小鼠表现出未成熟肌原纤维的心肌病变化。作者得出结论，Fhod3 似乎在心肌发育过程中的肌节和肌原纤维成熟中发挥着至关重要的作用。

伍顿等人（2013）培育出具有心脏特异性敲除 fhos 的果蝇，fhos 是哺乳动物 FHOD 基因的果蝇同源物。敲除果蝇的心脏缩短分数显着降低，收缩末期和舒张末期尺寸增加，表明收缩功能显着受损。

▼ 等位基因变异体（3 个选定示例）：

.0001 心肌病，家族性肥厚型，28
FHOD3、TYR528CYS

在患有肥厚性心肌病（CMH28; 619402）的大型多代西班牙家系（家族 H1563、H399、H315 和 H18）中，Ochoa 等人（2018）鉴定了 FHOD3 基因中 tyr528 至 cys（Y528C）取代（NM_001281740.1）的杂合性，该杂合性在 gnomAD 数据库中未发现。该突变存在于所有 16 名受影响的家庭成员以及 7 名未受影响的携带者中，表明外显率降低。在来自英国的 1 名 CMH 先证者和来自丹麦的 1 名 CMH 先证者（H3466 和 H4243 家族）以及其中 1 个家族的未受影响的亲属中也发现了 Y528C 变体。

.0002 心肌病，家族性肥厚型，28
FHOD3、SER527DEL

Ochoa 等人对来自西班牙、丹麦和英国不同地理区域的 10 名患有肥厚型心肌病（CMH28; 619402）的先证者进行了研究（2018）鉴定了 FHOD3 基因中框内缺失 ser527del（NM_001281740.1）的杂合性，该基因在 gnomAD 数据库中以低频（0.0008）存在。 5 名先证者是散发的（H4378、H5086、H5087、H5314 和 H8554）。在 5 个家庭（H2768、H2858、H3504、H3868 和 H7217）中，16 名患者中记录了该突变，并且 3 名未受影响的家庭成员中也存在该突变。

在一个患有 CMH 的 3 代中国家庭中，有 7 名受影响的成员，Huang 等人（2020）鉴定了 FHOD3 基因外显子 12 中 S527del 突变（c.1578_1580del, NM_001281740）的杂合性。在 10 岁先证者的 20 岁未患病表弟中也发现了这种突变。先证者比他的亲属受到更严重的影响，还被发现携带其他 3 个心脏相关基因的杂合变异，RNF207（616923）、CCM2（607929）和 SGCZ（608113），这些基因遗传自他未受影响的母亲。

.0003 心肌病，家族性肥厚型，28
FHOD3，11-KB DEL，EX15-16

在来自英国的一个患有肥厚型心肌病（CMH28; 619402）的 3 代家庭（B 族）中，Ochoa 等人（2020）鉴定了 FHOD3 基因从内含子 14 的 c.1836-1527 到内含子 16 的 c.2022-2042 的大约 11 kb 缺失的杂合性，涉及透明抑制域内的卷曲结构域。作者指出，由于外显子 15 和 16 是对称的，因此遗传物质的丢失是符合读框的。该缺失存在于先证者及其受影响的侄子中；因此，他的兄弟在 40 多岁时突然去世，尸检时发现患有 CMH，是必然携带者。这位 61 岁的先证者在 51 岁时被诊断出来，并在 53 岁时因动态心电图监测中出现非持续性室性心动过速而接受了植入式心脏除颤器的植入。他有 2 个受影响的姐妹和一个 18 岁的儿子，他拒绝进行基因检测。