SIX 同源基因 5; SIX5

正弦同源基因，果蝇，同源物，5
DM 位点相关同源域蛋白；DMAHP

HGNC 批准的基因符号：SIX5

细胞遗传学位置：19q13.32 基因组坐标（GRCh38）：19:45,764,785-45,769,252（来自 NCBI）

▼ 说明

脊椎动物的 SIX 基因是果蝇“sine oculis”基因的同源物（so） 基因，主要在果蝇发育中的视觉系统中表达。 SIX 基因家族的成员编码的蛋白质具有不同的 DNA 结合同源结构域和上游 SIX 结构域，这些结构域可能参与确定 DNA 结合特异性和介导蛋白质-蛋白质相互作用。 SIX 家族中的基因已被证明在脊椎动物和昆虫发育中发挥作用，或者与组织分化状态的维持有关（Boucher 等人的总结，2000）。

▼ 克隆与表达

布歇等人（1995） 将 SIX5 鉴定为 DMPK 基因（160900） 中（CTG）n 重复序列下游（着丝粒）的同源域蛋白基因。 RT-PCR 分析表明，他们将其称为 DMAHP 的 SIX5 基因在许多人体组织中表达，包括骨骼肌、心脏和大脑。

▼ 基因功能

希思等人（1997） 使用 2 种不同的策略来检查 DMAHP 基因的鼠同源物的表达。第一种方法是 RT-PCR，在多种胚胎和成体组织中检测到剪接转录本，其模式与小鼠 DMPK 的表达基本重叠。第二种方法是产生从 4.3-kb DMAHP 启动子片段表达 lacZ 报告基因的转基因小鼠，也证明了在一系列组织中的表达与强直性肌营养不良的表型有潜在联系。他们得出的结论是，小鼠 DMAHP 与人类 DMAHP 具有相似的表达模式，并且小鼠可以作为该基因功能研究的有用模型，尽管存在物种差异，例如 CpG 岛减少（1.8 kb 与 3.5 kb），必须牢记。

强直性肌营养不良（160900） 是一种高度可变的多系统疾病，其中典型的成人发病形式表现为进行性肌肉萎缩，伴有肌强直、白内障、心脏传导阻滞、性腺萎缩、胰岛素抵抗和神经精神障碍。其遗传基础是 DMPK 蛋白激酶基因中 CTG 三核苷酸重复的扩展，尽管 DM 多系统变性的病理生理机制尚未明确。在三联体重复扩增障碍中，强直性肌营养不良的特征是重复序列长度延长（死后组织中为 5 至 13 kb）及其在 DMPK 基因 3-prime 非翻译区中的位置。桑顿等人（1997） 指出，与晚期强直性肌营养不良的严重肌肉萎缩相比，在 DMPK 敲除小鼠或过度表达人类 DMPK 转基因的小鼠中仅发现轻微的组织病理学异常，这使得 DMPK 活性的变化不太可能提供统一的结果。对疾病的解释。 Otten 和 Tapscott（1995） 证明，位于野生型等位基因重复序列附近的 DNase I（300081） 超敏位点可通过重复扩增消除，这表明大型 CTG 重复序列阵列可能与抑制基因的局部染色质环境有关表达。克莱塞特等人（1997） 报道超敏感位点含有调节相邻 DMAHP 同源基因基因转录的增强子元件。对失去超敏位点的强直性肌营养不良患者细胞中 DMAHP 表达的分析表明，与野生型对照相比，稳态 DMAHP 转录物水平降低了 2 至 4 倍。 DMAHP 表达的等位基因特异性分析表明，与野生型等位基因相比，扩展等位基因的稳态转录水平大大降低。沿着同一路线，桑顿等人（1997） 表明，DM 顺式突变导致成肌细胞、肌肉和心肌中 DMAHP 表达降低，这种效应的大小取决于 CTG 重复扩增的程度。这些观察结果支持了 DMAHP 参与 DM 病理生理学的假设。

由于 DM 相关（CTG）n 重复序列位于 SIX5 的启动子区域，紧邻 DMPK 下游，Winchester 等人（1999） 假设该基因的功能障碍，该基因与果蝇眼睛发育基因“sine oculus”同源，导致了该基因的功能障碍。主要负责 DM 的眼科特征。多彩虹彩白内障是 DM 眼部病理学最突出的特征。它通常是该疾病的第一个症状，在某些情况下是唯一的症状，发生的年龄比老年性白内障的预期年龄要小，并且发生在没有肌肉症状或携带前突变（CTG）n 重复等位基因的人中。在对正常人胎儿和成人眼睛中 DMPK 和 SIX5 表达的分析中，Winchester 等人（1999） 在成人角膜上皮和内皮、晶状体上皮、睫状体上皮、视网膜细胞层和巩膜中发现了 SIX5 转录本。在胎儿眼睛中未检测到 SIX5 表达。他们还报告了正常胎儿和成人眼睛中 DMPK 转录物和 DMPK 蛋白的有限但部分重叠的表达模式。温彻斯特等人（1999） 得出结论，成人晶状体中 SIX5 的表达而非 DMPK 表明 SIX5 功能障碍在成人发病的白内障（DM 中最常见的眼部表型）的发展中发挥作用。

▼ 测绘

布歇等人（1995） 鉴定了染色体 19q13.3 中的 SIX5 基因，该基因是 DMPK 基因（605377） 的着丝粒。

▼ 分子遗传学

鳃肾综合征（BOR2；610896）是一种常染色体显性发育障碍，其特征是鳃弓缺陷、听力损失和肾脏异常。 EYA1 基因（601653） 突变被确定为 BOR 综合征的原因。通过高通量酵母 2 杂交分析发现，SIX 蛋白家族的成员 unc-39（SIX5） 与秀丽隐杆线虫中的 eya-1 直接相互作用（Li 等，2004）。霍斯金斯等人（2007） 假设这种相互作用在人类中是保守的，并且 EYA1 的相互作用子代表了 BOR 的良好候选基因。因此，他们对 95 名 BOR 患者进行了 SIX5 突变筛查。在 5 名 BOR2 患者中发现了四种不同的杂合错义突变。这些突变的功能分析表明，2 个突变（600963.0001、600963.0004）影响 EYA1-SIX5 结合以及 SIX5 或 EYA1-SIX5 复合物激活基因转录的能力。

Hoskins 等人报道的其中 1 名患者（2007） 携带 SIX5 基因突变（T552M; 600963.0004），Krug 等人（2011） 发现了 EYA1 基因中的一个突变，即删除了外显子 3、4 和 5 的缺失。通过直接测序对该患者的 DNA 进行了 EYA1 突变检测，但没有检测异常拷贝数。这一观察结果，加上 SIX5 突变的极其罕见，引起了 Krug 等人的关注（2011）重新考虑 SIX5 在鳃肾综合征病因学中的作用。

▼ 动物模型

克莱塞特等人（2000）用β-半乳糖苷酶报告基因替换了Six5的第一个外显子。 β-半乳糖苷酶活性的组织化学检测表明，早在性交后 8.5 天，前神经皱襞中就有表达。性交后10.5至15.5天之间，在胃、食道和泌尿生殖窦的平滑肌以及舌头的骨骼肌中存在低表达，并且在肌节和发育中的肢体肌肉中存在分散的表达。在骨骼、脑膜、肾上腺以及发育中的骨骼和气管的软骨区域中观察到较高水平的表达。在眼睛中，视网膜、角膜、晶状体后表面的脉管系统中表达明显，晶状体纤维层中表达微弱。在成年小鼠中没有检测到可靠的表达。 Six5 功能的破坏不会影响生存能力或生育能力。纯合突变小鼠的骨骼肌功能没有明显异常，但晶状体混浊的发生率高于对照组。克莱塞特等人（2000） 得出结论，Six5 缺乏会导致强直性肌营养不良的白内障表型，并且强直性肌营养不良代表一种多基因疾病。

萨卡等人（2000） 还研究了小鼠中 Six5 的表达。通过原位杂交，他们在成人角膜上皮和内皮、睫状体内外上皮、前晶状体上皮、神经节细胞、内核层细胞和视网膜感光细胞中检测到了Six5的表达。萨卡等人（2000）删除了整个 Six5 基因并用 neo 框替换它。他们发现白内障形成的速度和严重程度与 Six5 剂量呈负相关，并且是暂时进展的。 Six5 +/- 和 Six5 -/- 小鼠显示钠钾 ATP 酶 α-1 亚基（182310） 稳态水平增加，Dm15 mRNA 水平降低。萨卡等人（2000） 认为晶状体内离子稳态的改变可能导致白内障的形成。由于眼部白内障是 DM 的一个特征，这些结果表明 Six5 转录的减少在 DM 的病因学中很重要。作者得出结论，他们的数据支持这样的假设：DM 是一种与 DMPK 和 SIX5 部分缺失相关的连续基因综合征。

佐藤等人（2002） 在小鼠 P19 胚胎癌细胞中过表达 Six5 的组成型活性形式。利用 cDNA 阵列中的表达谱，他们鉴定了 21 个潜在靶基因，这些基因的表达水平因治疗而增加。在体节、骨骼肌、大脑和脑膜中表达的基因占大多数，表明 Six5 在中胚层组织和大脑的发育和功能中发挥着作用。这些基因之一 Igfbp5（146734） 在 Six5 缺陷的小鼠成纤维细胞中也有所减少，并且在 DM 患者的细胞中，人 IGFBP5 对 MyoD（159970） 诱导的肌肉转化的反应发生了改变。作者得出结论，Six5 是指导 Igfbp5 表达的激活剂，并假设 DM 中 SIX5 表达的减少有助于形成 DM 表型。

CTG 扩增引起 DM，导致侧翼 SIX5 等位基因转录沉默。萨卡等人（2004） 通过定向破坏产生了 Six5 敲除和杂合小鼠，并证明了 Six5 对生精细胞存活和精子发生的严格要求。在 Six5 -/- 小鼠中观察到间质细胞过度增殖和睾丸内睾酮水平升高。尽管在 Six5 +/- 和 Six5 -/- 小鼠中观察到 FSH（见 136530）水平增加，但血清睾酮水平和睾丸内抑制素 α（INHA；147380）和抑制素 β-B（INHBB；147390）水平在Six5 突变动物与对照动物相比。 Six5 -/- 睾丸中的稳态 c-Kit（164920） 水平降低。作者得出结论，c-Kit 水平降低可能导致 Six5 -/- 小鼠生精细胞凋亡增加和间质细胞过度增殖。他们假设 SIX5 水平降低可能导致 DM1 中的男性生殖缺陷。

▼ 等位基因变异体（4 个选定示例）：

.0001 支气管肾综合征 2
SIX5，ALA158THR

Hoskins 等人在一名患有鳃肾综合征（BOR2；610896）的患者中，表现出双侧肾脏发育不良和右侧耳前耳垂，但没有听力损失（2007） 鉴定了 SIX5 基因中的杂合 472G-A 转变，导致 ala158 到 thr（A158T） 氨基酸取代。 Hoskins 等人使用酵母 2-杂交分析和荧光素酶测定（2007） 表明这种突变降低了 EYA1-SIX5 结合以及 EYA1-SIX5 复合物激活基因转录的能力。

.0002 支气管肾综合征 2
SIX5，ALA296THR

Hoskins 等人在一名临床诊断为鳃肾综合征（BOR2; 610896） 的患者中，患有双侧肾脏发育不良、肾功能下降、双侧听力丧失和颈瘘、右侧半面部短小、耳前窦和耳廓畸形（2007） 鉴定了 SIX5 基因中的杂合 886G-A 转变，导致 ala296 到 thr（A296T） 氨基酸取代。

.0003 支气管肾综合征 2
SIX5，GLY365ARG

在一名临床诊断为鳃肾综合征（BOR2; 610896） 的患者中，Hoskins 等人（2007） 在 SIX5 基因中发现杂合 1093G-A 转换，导致 gly365 到 arg（G365R） 氨基酸取代。

.0004 重新分类 - 意义未知的变体
SIX5，THR552MET

这种变体以前称为 BRANCHIOOTORENAL SYNDROME 2，现已根据 Krug 等人的研究结果重新分类（2011）。

Hoskins 等人在 2 名无关的 BOR 综合征患者（BOR2; 610896） 中（2007） 在 SIX5 基因中发现了相同错义突变的杂合性，即 1655C-T 转换，导致 thr552-to-met（T552M） 取代。 1例患者无听力损失，但双侧肾脏发育不良，并有颈瘘；第二例患者左肾发育不全、右肾发育不全、双侧颈瘘、双侧听力丧失。 Hoskins 等人使用酵母 2-杂交分析和荧光素酶测定（2007） 表明这种突变降低了 EYA1-SIX5 结合以及 EYA1-SIX5 复合物激活基因转录的能力。

克鲁格等人（2011） 证明，一名携带 T552M 突变的患者的 EYA1 基因有 3 个外显子缺失（601653）。该患者的 DNA 已通过直接测序进行了 EYA1 突变检测，但未检测异常拷贝数。该患者有一个受影响的双胞胎兄弟和一个受影响的父亲；在这些家族成员中都发现了 T552M SIX5 和 EYA1 中的 3 外显子缺失。