透明相关形式 1； DIAPH1

透明，果蝇，同源物，1
DIA1

HGNC 批准的基因符号：DIAPH1

细胞遗传学位置：5q31.3 基因组坐标（GRCh38）：5:141,515,021-141,619,000（来自 NCBI）

▼ 说明

DIAPH1 基因编码的蛋白质在细胞形态和细胞骨架组织的调节中发挥作用（Al-Maawali 等人总结，2016）。

▼ 克隆与表达

在哥斯达黎加的一个大型亲属中，患有常染色体显性遗传、完全渗透性、非综合征性感音神经性进行性低频听力损失（DFNA1；124900），Lynch 等人（1997）通过连锁分析将疾病基因定位到染色体 5q31 上的一个区域。他们构建了连接区域的完整 800 kb 细菌人工染色体（BAC）重叠群，并鉴定了 DIAPH1，这是一种与果蝇基因“diaphanous”同源的人类基因。这种 diaphanous 的人类同源物具有大约 3,800 bp 的编码序列和 918 或 1,891 bp 的 3 引物非翻译区（UTR）。林奇等人（1997）发现人类基因在脑、心脏、胎盘、肺、肾、胰腺、肝脏和骨骼肌中表达。在所有组织中均观察到 4.7 kb 的单个转录本，其中在骨骼肌中表达最高。他们通过耳蜗 RNA 的 RT-PCR 证实了透明同源物在耳蜗中的表达。在克隆 DIAPH1 基因的过程中，Lynch 等人（1997）鉴定了果蝇透明基因的第二个人类同源物 DIAPH2（300108），它对应到 Xq22。

埃坎-森塞克等人（2015）发现 DIAPH1 基因在发育中的小鼠和人类前脑以及神经祖细胞中表达。在胚胎发生过程中，DIAPH1 在背侧和腹侧前脑以及脑干的心室和室下区祖细胞中表达。在出生后发育过程中，DIAPH1在大脑皮层、基底神经节、海马、丘脑和小脑外颗粒层中检测到表达。 DIAPH1 与中心体蛋白、中心体和有丝分裂纺锤体共定位。

诺伊豪斯等人（2017）发现 Diaph1 基因在小鼠耳蜗的柯蒂氏器中表达。它在内柱毛细胞以及外毛细胞的基部和外柱毛细胞中特异性表达。 Diaph1 也在耳朵的神经元结构中表达，包括螺旋神经节神经元和耳蜗神经，它与少突胶质细胞相关。

▼ 基因功能

肌节蛋白聚合涉及已知与果蝇和小鼠中的透明蛋白相互作用的蛋白质。林奇等人（1997）推测 DIAPH1 在听力中的生物学作用很可能是调节内耳毛细胞中肌节蛋白的聚合。鉴于人类 DIAPH1 似乎普遍表达，并且在具有 DIAPH1 突变的哥斯达黎加家族中观察到的唯一表型（参见分子遗传学）是听力损失，Lynch 等人认为这很可能是听力损失（1997）耳蜗毛细胞对肌节蛋白细胞骨架的正确维护特别敏感。

吉内斯特等人（2002）发现 LIM 结构域激酶 1（LIMK1; 601329）和透明蛋白协同调节大鼠神经前体细胞系中的血清反应因子（SRF; 600589）和肌节蛋白动力学。

辻等人（2002）发现用 Rho（参见 165390）下游效应器 Rock（ROCK1; 601702）和 Dia1 的特异性抑制剂处理血清饥饿的 Swiss 3T3 成纤维细胞，可以抑制 LPA 诱导的应力纤维和粘着斑的形成。 Rock 的抑制（而非 Dia1）也会诱导膜褶皱和焦点复合物。 Rock 激活导致粘着斑激酶（FAK 或 PTK2；600758）和桩蛋白（PXN；602505）的酪氨酸磷酸化，而 DIA1 激活导致 Cas（BCAR1；602941）磷酸化，随后激活 Rac（RAC1；602048）。此外，Rock还对抗Rac激活。

Carreira 等人使用人类黑色素细胞和黑色素瘤细胞系（2006）将 MITF（156845）确定为 DIAPH1 的调节因子。由于 DIAPH1 还调节 SKP2（601436），这是一种促进 p27（Kip1）（CDKN1B；600778）降解的 F框蛋白，MITF 的耗竭导致 DIAPH1 下调，随后出现 p27（Kip1）依赖性 G1 期停滞、重组肌节蛋白细胞骨架，并增加细胞侵袭性。相反，MITF 表达增加促进增殖。卡雷拉等人（2006）得出结论，决定 MITF 活性的环境线索的变化决定了黑色素瘤细胞的分化、增殖和侵袭/迁移潜力。

范等人（2010）发现，与 RHOA（165390）一样，激活的人 RIF（RHOF; 618867）通过与 DIAPH1 相互作用，触发上皮细胞中肌节蛋白应力纤维的形成。 RIF 对应力纤维的诱导也依赖于 ROCK1 活性。在没有 DIAPH1 的情况下，RIF 诱导的应力纤维丢失，并且 RIF 诱导的丝状伪足变为泡状结构，表明 DIAPH1 在维持这些结构的完整性方面发挥着作用。

▼ 生化特征

晶体结构

罗斯等人（2005）提出了 RhoC（165380）与含有 GBD/FH3 区域的小鼠 Diaph1 的调节 N 末端复合物的晶体结构，这是一种带有犰狳重复的全螺旋结构。 Rho 使用它的“开关”与 GBD/FH3 的 2 个子域相互作用的区域。罗斯等人（2005）表明 Diaph1 的 FH3 结构域形成稳定的二聚体，并鉴定出透明自动调节结构域（DAD）结合位点。尽管 Rho 和 DAD 在 Diaph1 N 端片段上的结合是相互排斥的，但它们的结合位点仅部分重叠。

▼ 基因结构

林奇等人（1997）确定DIAPH1基因至少含有18个外显子。

▼ 测绘

通过 BAC 分析，Lynch 等人（1997）将 DIAPH1 基因定位到染色体 5q31。

▼ 分子遗传学

常染色体显性遗传性耳聋 1 伴或不伴血小板减少症

在患有常染色体显性遗传耳聋-1（DFNA1；124900）的哥斯达黎加大家族的受影响成员中，Lynch 等人（1997）在 DIAPH1 基因的倒数第二个外显子中发现了剪接供体突变（602121.0001）。

Stritt 等人在来自 2 个不相关家族的 8 名患有 DFNA1 并伴有血小板减少症的患者中（参见 DFNA1, 124900）（2016）鉴定了 DIAPH1 基因中的杂合截短突变（R1213X; 602121.0005）。该突变是通过高通量测序发现并经桑格测序证实的，在两个家族中都与该疾病分离。与对照组相比，来自一名患者的巨核细胞显示出成熟缺陷和前血小板形成缺陷。突变血小板还表现出细胞骨架改变，微管紊乱、F-肌节蛋白组织异常、微管含量增加以及微管稳定性增加。斯特里特等人（2016）假设 R1213X 突变导致 DIAPH1 的组成型激活，同时细胞骨架缺陷导致前血小板形成减少。

Neuhaus 等人在 2 个患有 DFNA1 并伴有血小板减少症的不相关家庭的受影响成员中（2017）鉴定了 DIAPH1 基因外显子 27 R1213X 中的杂合截短突变和 2 bp 缺失（602121.0006）。二代测序发现第一家族的突变，并经桑格测序证实；第二个家族的突变是通过 DIAPH1 基因的靶向桑格测序发现的。没有进行变体的功能研究，但 Neuhaus 等人（2017）假设，由于突变发生在倒数第二个外显子中，突变转录本可能会逃避无义介导的 mRNA 衰减，从而产生具有功能获得效应的截短蛋白。

在一个日本家庭的受影响成员中，孤立出常染色体显性耳聋和血小板减少症，Ganaha 等人（2017）鉴定了 DIAPH1 基因中 R1213X 突变的杂合性。该突变经下一代测序鉴定并经桑格测序证实，与家族中的疾病分离。

癫痫发作、皮质盲和小头畸形综合征

Ercan-Sencicek 等人在 5 名同胞中，由近亲沙特阿拉伯父母所生，患有癫痫、皮质盲和小头畸形综合征（SCBMS；616632）（2015）鉴定了 DIAPH1 基因中的纯合截短突变（Q778X; 602121.0002）。该突变是通过连锁分析和全外显子组测序相结合发现的，与该家族中的疾病分离。

阿尔-马瓦利等人（2016）在来自 2 个不相关的近亲阿拉伯 SCBMS 家族的 4 名患者中发现了 DIAPH1 基因中的 2 种不同的纯合截短突变（602121.0003 和 602121.0004）。 Ercan-Sencicek 等人报告的患者或家庭中的父母都没有（2015）或 Al-Maawali 等人（2016）据报道患有耳聋。

▼ 动物模型

埃坎-森塞克等人（2015）发现 Diaph1 基因纯合缺失的小鼠出现单侧心室扩张，但脑导水管不阻塞。然而，突变小鼠没有小头畸形或胼胝体发育不全，并且 Diaph1 的缺失并没有显着改变肌节蛋白丝或微管蛋白的组织。

▼ 等位基因变异体（6 个精选示例）：

.0001 常染色体显性耳聋 1
DIAPH1、IVS17DS、G-T、+1

Lynch 等人在受 DFNA1（124900）影响的哥斯达黎加大家族成员中（1997）证明了染色体 5q31 上人类透明同源物的倒数第二个外显子的剪接供体中存在鸟嘌呤到胸腺嘧啶的转换。这种取代破坏了规范的剪接供体序列 AAGgtaagt，并导致受影响个体的基因转录物中插入了 4 个核苷酸。插入机制是在野生型位点的隐秘位点 4 bp 3-prime 处剪接。插入导致移码，编码 21 个异常氨基酸，随后蛋白质终止，从成熟蛋白质中截断 32 个氨基酸。耳蜗 RNA 的 RT-PCR 产物序列为野生型。因此，如果存在基因的替代剪接形式，则正常耳蜗转录物包括在受影响的亲属成员中剪接不当的基因区域。林奇等人（1997）指出哥斯达黎加家族中的 DFNA1 突变相对微妙，因为它仅影响必须具有超过 1,200 个氨基酸残基的蛋白质的 C 端 52 个氨基酸。该突变可能代表基因功能的部分丧失。

.0002 癫痫发作、皮质性失明和小头畸形
DIAPH1、GLN778TER

5 名同胞（SAR1008 家族），由近亲沙特阿拉伯父母所生，患有癫痫、皮质失明和小头畸形综合征（SCBMS；616632） Ercan-Sencicek 等人（2015）在 DIAPH1 基因中鉴定出纯合 c.2332C-T 转换（c.2332C-T，chr5.140,953,085），导致 gln778 到 ter（Q778X）取代，预计会导致缺乏保守性的截短蛋白质负责产生线性肌节蛋白丝的结构域。该突变是通过连锁分析和全外显子组测序相结合发现的，与该家族中的疾病分离。与对照组相比，患者细胞的 DIAPH1 表达减少了 4 倍，这与无义介导的 mRNA 和功能完全丧失一致。

.0003 癫痫发作、皮质性失明和小头畸形
DIAPH1，1-BP DEL，2769T

Al-Maawali 等人发现，一名男孩（MC2500 家庭）由近亲阿拉伯父母所生，患有癫痫、皮质盲和小头畸形综合征（SCBMS；616632）（2016）在 DIAPH1 基因中发现了一个纯合 1-bp 缺失（c.2769delT, NM_005219.4），导致移码和提前终止（Phe923fsTer）。该突变是通过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，并且在外显子组变异服务器或 ExAC 数据库或 1,200 个内部对照外显子组中未发现。尽管没有进行患者细胞的研究和功能研究，但突变的性质与蛋白质功能的丧失一致。

.0004 癫痫发作、皮质性失明和小头畸形
DIAPH1、ARG1049TER

3 名同胞（MC36500 家族），由近亲阿拉伯父母所生，患有癫痫、皮质盲和小头畸形综合征（SCBMS；616632） Al-Maawali 等人（2016）在 DIAPH1 基因中鉴定出纯合 c.3145C-T 转换（c.3145C-T, NM_005219.4），导致 arg1049 到 ter（R1049X）取代。该突变是通过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，并且在外显子组变异服务器或 ExAC 数据库或 1,200 个内部对照外显子组中未发现。尽管没有进行患者细胞的研究和功能研究，但突变的性质与蛋白质功能的丧失一致。

.0005 耳聋，常染色体显性 1 型，伴有血小板减少症
DIAPH1、ARG1213TER

Stritt 等人在来自 2 个不相关家族的 8 名患有常染色体显性遗传性耳聋并伴有血小板减少症的患者中（参见 DFNA1, 124900）（2016）在 DIAPH1 基因的外显子 27 中鉴定出杂合的 c.3637C-T 转换（c.3637C-T，ENST00000398557），导致 DAD 自动调节域内的 arg1213 到 ter（R1213X）取代。该突变是通过高通量测序发现并经桑格测序证实的，在两个家族中都与该疾病分离。在 ExAC 数据库或内部数据库的 4,151 个外显子组中均未发现该基因。与对照组相比，来自一名患者的巨核细胞显示出成熟缺陷和前血小板形成缺陷。患者血小板显示突变 DIAPH1 蛋白在整个细胞质中异常定位，而不是像对照血小板中观察到的那样定位于外周边缘带。突变血小板还表现出细胞骨架改变，微管紊乱、F-肌节蛋白组织异常、微管含量增加以及微管稳定性增加。在转染突变的细胞中也观察到类似的异常。斯特里特等人（2016）假设 R1213X 突变导致 DIAPH1 的组成型激活，同时细胞骨架缺陷导致前血小板形成减少。

诺伊豪斯等人（2017）在一对患有 DFNA1 并伴有血小板减少症的父子中发现了 DIAPH1 基因（c.3637C-T, NM_005219.4）的杂合 R1213X 突变。该突变是通过靶向桑格测序发现的。尚未对该变体进行功能研究，但 Neuhaus 等人（2017）指出，由于突变发生在倒数第二个外显子中，突变转录本可能会逃避无义介导的 mRNA 衰减，从而产生具有功能获得效应的截短蛋白。

.0006 耳聋，常染色体显性 1 型，伴有血小板减少症
DIAPH1、2-BP DEL、3624AG

Neuhaus 等人在患有常染色体显性遗传性耳聋 1 并伴有血小板减少症的 3 代家族的 5 名成员中（参见 DFNA1；124900）（2017）在 DIAPH1 基因的外显子 27 中发现了杂合 2-bp 缺失（c.3624_3625delAG, NM_005219.4），导致移码和提前终止（Ala1210SerfsTer31）。该突变是通过下一代测序发现的，并通过桑格测序证实，与家族中的疾病分离。尚未对该变体进行功能研究，但 Neuhaus 等人（2017）假设，由于突变发生在倒数第二个外显子中，突变转录本可能会逃避无义介导的 mRNA 衰减，从而产生具有功能获得效应的截短蛋白。