BICC 家族 RNA 结合蛋白 1； BICC1

BICAUDAL C，果蝇，同源物，1
BICC

HGNC 批准的基因符号：BICC1

细胞遗传学位置：10q21.1 基因组坐标（GRCh38）：10:58,512,220-58,831,435（来自 NCBI）

▼ 克隆与表达

通过数据库分析，Wessely 等人（2001） 鉴定了小鼠和人类的 BICC1，他们将其称为 BICC。推导的小鼠蛋白含有 976 个氨基酸，与人 BICC1 具有 90% 的一致性。小鼠和人类 BICC1 均含有一个 N 端 RNA 结合结构域（由 5 个串联 KH 结构域组成）和一个 C 端无菌 α 基序（SAM） 结构域。对小鼠组织的 Northern 印迹分析发现，在心脏和肾脏中表达显着，在睾丸中表达较弱。在脑、脾、肺、肝和骨骼肌中未检测到表达。原位杂交在成年小鼠卵巢中检测到 Bicc1，染色与卵母细胞胞质细胞器（可能是高尔基复合体）相关。原始卵泡也含有 Bicc1。在小鼠胚胎发育过程中，在 Hensen 结和发育中的肾脏中检测到 Bicc1 表达。在后期，Bicc1 在发育中的肠内胚层、软骨形成区域、胸腹膜衍生物、肺间质和卵巢基质中强烈表达。

科格斯韦尔等人（2003） 鉴定了小鼠 Bicc1 的 2 个剪接变体。变体 A 缺乏外显子 21，编码推导的 977 个氨基酸的蛋白质，具有 3 个 N 端 KH 基序和一个 C 端 SAM 结构域。变体 B 包括外显子 21，它引入了提前终止密码子，并编码具有改变的 SAM 结构域的推导的 951 个氨基酸的蛋白质。数据库分析揭示了人类 BICC1 中存在类似剪接变体的证据。 Northern blot分析检测到Bicc1在小鼠肾脏中表达最高，在心脏、肺和肝脏中表达较弱。 RT-PCR 检测到小鼠肾脏中的两种剪接变异。

通过整体原位杂交，Maisonneuve 等人（2009） 发现小鼠 Bicc1 的表达在胚胎 7.5 至 8.5 天之间在后脊索腹侧结中被诱导。对转染的 HEK293T、COS-1 和 MDCK 细胞进行免疫组织化学分析，检测到 Bicc1 定位于离散的细胞质管状或囊泡状结构，这些结构对 P 体标记 Dcp1a（607010） 呈阳性。

通过原位杂交，Tran 等人（2010）发现小鼠Bicc1在胚胎第11.5天的中肾的颅管和尾管、沃尔夫管和输尿管芽树的第一分支中表达。在胚胎第 18.5 天，在肾脏的所有上皮成分中均检测到 Bicc1 mRNA。在转染的细胞中，荧光标记的 Bicc1 在细胞质 RNA 应激颗粒和 P 小体中表达。

▼ 基因结构

韦瑟利等人（2001） 确定 BICC1 基因包含 21 个外显子，跨度至少 72 kb。

科格斯韦尔等人（2003） 确定小鼠 Bicc1 基因包含 22 个外显子，其中包括一个具有提前终止密码子的替代外显子（外显子 21）。他们发现证据表明人类 BICC1 还包含一个替代外显子 21。

▼ 测绘

通过基因组序列分析，Wessely 等人（2001） 将 BICC1 基因定位到染色体 10q21.2。

梅松纳夫等人（2009） 指出小鼠 Bicc1 对应到染色体 10B5.2。

▼ 基因功能

奇科因等人（2007） 发现果蝇 Bicc 与卵巢核糖核蛋白复合物相关，并通过与脱腺苷酸复合物相互作用，导致特定 mRNA（包括 Bicc mRNA）的聚腺苷酸尾长度缩短。通过这种机制，Bicc抑制了自己的表达。

通过删除分析，Maisonneuve 等人（2009） 发现小鼠 Bicc1 定位到 P 体需要 Bicc1 SAM 结构域。 Bicc1 剂量依赖性地抑制规范 Wnt（参见 164820）通路内的 Dvl2（602151） 信号传导。 SAM 结构域的删除消除了这一功能，表明 Bicc1 定位到 P 体是 Bicc1 依赖性 Wnt 抑制所必需的。

▼ 分子遗传学

Kraus 等人在 92 名患有孤立性肾脏异常且 HNF1B 基因突变呈阴性的儿童中，有 2 名（2%） 的儿童（189907） 发现了这种情况（2012） 在 BICC1 基因中发现了 2 种不同的杂合功能丧失或亚态突变（分别为 614295.0001 和 614295.0002）。两名患者均患有非综合征性囊性肾发育不良（CYSRD；601331）。作者检查了 BICC1 基因，因为在小鼠敲除模型中具有相似的表型。在每种情况下，突变均遗传自未受影响的父母，这表明该疾病表现出不完全的外显性，或者其发展需要额外的遗传或环境因素。在 45 名患有肾病和早发性糖尿病的成年人中未发现 BICC1 突变。

▼ 动物模型

Jcpk 和 bpk 分别是人类常染色体显性多囊肾病（参见 173900）和常染色体隐性多囊肾病（参见 263200）的小鼠模型。科格斯韦尔等人（2003）发现jcpk和bpk都是由Bicc1基因突变引起的。 jcpk 突变是一个 1 bp 的变化，导致外显子 3 消除、移码并在外显子 4 中引入过早终止密码子。截短的蛋白质缺乏 KH 和 SAM 结构域，预计将失去功能。 bpk 突变是外显子 22 中的 2 bp 插入，扩展了转录本 A 的阅读框。推导的蛋白包含完整的 KH 和 SAM 结构域，但它扩展了 149 个 C 端氨基酸。由于外显子 21 中的终止密码子，转录本 B 的阅读框不会受到影响。

瑞安等人（2010）发现Egfr（131550）在正常小鼠肾上皮细胞中表现出基底外侧表达，但在bpk囊性细胞中在顶膜和基底外侧膜上均表达。 bpk 细胞中 Egfr 分布缺乏极性反过来允许来自顶膜和基底外侧膜的 Egf（131530） 依赖性信号传导，并与延长 Erk1（MAPK3; 601795）/Erk2（MAPK1; 176948） 激活相关。具有 bpk 突变的 Bicc1 特异性干扰 Egfr 与接头蛋白 1B（AP1B1；600157） 的相互作用。

在发育中的脊椎动物中，内脏位置的左右不对称是由来自后脊索的 Nodal（601265） 信号建立的。在后脊索中，活动纤毛倾斜并推动向左的液体流动以激活左侧的节点。 Maisonneuve 等人分别在小鼠和非洲爪蟾中进行了敲除和敲低研究（2009） 表明 Bicc 控制纤毛方向和向左流动。 Bicc1 +/- 小鼠健康且具有生育能力，但只有 50% 的 Bicc1 -/- 小鼠足月发育，此后在 2 至 15 天内死亡。在胚胎 13.5 至 15.5 天期间，Bicc1 -/- 胚胎表现出室间隔心脏缺陷和位置模糊。 Bicc1 -/- 新生儿经常表现出完全位置倒置或位置模糊。 47 个 Bicc1 -/- 胚胎中只有 8 个（17%） 在左侧不对称地表达 Nodal 及其靶基因 Lefty1（603037）、Lefty2（601877） 和 Pitx2（601542）。在剩余的 Bicc1 -/- 胚胎中，侧板中的表达是双侧的、倒置的或缺失的。扫描电子显微镜和视频显微镜显示纤毛长度或运动性没有明显异常；然而，大多数 Bicc1 -/- 纤毛未能正确定位。与产生向左流体流动的野生型纤毛相反，Bicc1 -/- 纤毛产生随机流体运动。

特兰等人（2010） 发现 Bicc1 -/- 小鼠胚胎在胚胎第 14.5 天左右开始死亡。幸存的 Bicc1 -/- 小鼠两侧出现严重的多囊肾，以及肝脏和胰腺囊肿以及左右图案缺陷。到胚胎第 15.5 天时，肾囊肿最初主要在肾小球和近端肾小管中发育，但在出生时就在整个肾单位长度上观察到了肾囊肿。细胞增殖似乎不会导致囊肿增大。定量 PCR 显示，与野生型肾脏相比，Bicc1 -/- 肾脏在胚胎第 15.5 天至 18.5 天期间，Pkd2（173910） 的表达逐渐下调，但 Pkd1（601313） 或 Pkhd1（606702） 的表达没有逐渐下调。在 Bicc1 +/- 小鼠肾脏中以及在非洲爪蟾幼虫中吗啉介导的 Bicc1 敲低后，Pkd2 表达也低于正常水平。对 Pkd2 转录本的 3-prime UTR 的检查揭示了 MicroRNA Mir17（参见 609416）家族的靶位点。在爪蟾幼虫中 Bicc1 敲低后，Mir17 结合位点内的突变逆转了 Pkd2 的下调。此外，Mir17 双链体的表达减少了 Pkd2 3-prime UTR 报告基因的表达，而 Bicc1 的表达增加了 Pkd2 的表达。特兰等人（2010） 得出结论，BICC1 通过对抗 MIR17 的抑制作用来调节 PKD2 的表达。

▼ 等位基因变异体（2 个选定示例）：

.0001 肾发育不良、囊性、易感
BICC1、GLN87TER

Kraus 等人在一名患有囊性肾发育不良（CYSRD; 601331） 的 18 个月大男孩中进行了研究（2012） 在 BICC1 基因的外显子 3 中发现了杂合 259C-T 转变，导致 gln87-to-ter（Q87X） 取代，预计会导致缺乏 KH 和 SAM 结构域的截短蛋白或由无义介导的衰变途径。使用荧光素酶测定在 HEK293T 细胞中进行的体外功能表达研究表明，Q87X 突变蛋白无法抑制 DVL2（602151）/CTNNB1（116806） 信号传导，而野生型 BICC1 将该信号传导减弱约 60%。研究结果与蛋白质功能完全丧失一致。产前超声检查发现右肾单侧囊性发育不良，产后检查显示右肾功能减退（正常的34%）。高血压是唯一的临床表现，没有其他异常。他精神运动发育正常，生长正常，肾血清和尿液参数正常。父母均无症状，也没有类似疾病的家族史。该突变遗传自患者未受影响的父亲，表明该疾病表现出不完全外显性，或者其发展需要额外的遗传或环境因素。

.0002 肾发育不良、囊性、易感
BICC1、GLU932GLY

Kraus 等人对一名患有囊性肾发育不良（601331） 的 5 岁男孩进行了研究（2012） 在 BICC1 基因的外显子 21 中发现了一个杂合的 2795A-G 转变，预计会导致 SAM 结构域中高度保守的残基中的 glu932 到甘氨酸（E932G） 取代。计算机分析表明，这种突变可能会损害剪接，但这无法进行测试，因为 BICC1 不在白细胞中表达。使用荧光素酶测定在 HEK293T 细胞中进行的体外功能表达研究表明，E932G 突变蛋白抑制 DVL2（602151）/CTNNB1（116806） 信号传导 55%，而野生型 BICC1 抑制信号传导 70%。因此，突变蛋白的活性降低了 22%，与亚等位基因一致。 WNT 通路的抑制对剂量敏感，但没有证据表明存在显性负效应。免疫组织化学细胞研究表明，突变的 E932G 蛋白正常定位于 P 体。产前超声检查显示左肾发育不良，右肾回声高，大小和形状正常。右肾逐渐正常，而左肾则持续异常。他患有左侧低度膀胱输尿管反流和左肾无功能，但没有其他临床特征。 5岁时，男孩表现出正常的生长发育。该突变遗传自患者未受影响的母亲，表明该疾病表现出不完全外显性，或者其发展需要额外的遗传或环境因素。