NECDIN; NDN

HGNC 批准的基因符号：NDN

细胞遗传学位置：15q11.2 基因组坐标（GRCh38）：15:23,685,400-23,687,305（​​来自 NCBI）

▼ 克隆与表达

推断额外的印记基因可能位于 Prader-Willi 综合征（PWS; 176270） 缺失区间 15q11-q13 内，MacDonald 和 Wevrick（1997） 在 2 个印记基因 ZNF127（MKRN3; 603856） 和 SNRPN 之间的区域中搜索转录序列（182279）。 EST 显示与 GenBank 序列（U35139） 的 3 引物末端有 99% 的序列同一性，定义为“人类 necdin 相关蛋白 mRNA”。小鼠 necdin（Ndn） 最初由 Maruyama 等人鉴定（1991） 作为一种由神经分化特异性 mRNA 编码的蛋白质，源自胚胎癌细胞。 necdin 蛋白定位于有丝分裂后神经元的细胞核，从神经分化开始一直到成年，几乎在 CNS 的所有有丝分裂后神经元中表达。 MacDonald 和 Wevrick（1997） 证明，Ndn 小鼠基因和 NDN 人类基因的表达仅限于父系等位基因，在大脑和胎盘中表达水平最高。他们认为，necdin 基因表达的丧失可能会导致 PWS 患者大脑发育障碍。

杰伊等人（1997） 同样克隆了与小鼠 necdin 基因非常相似的人类 cDNA。 NDN 显示了印迹基因座的几个特征，包括等位基因 DNA 甲基化和异步 DNA 复制。杰伊等人（1997） 发现 PWS 大脑和成纤维细胞中完全缺乏 NDN 表达，表明该基因仅由这些组织中的父系等位基因表达，并表明该基因在 PWS 中可能发挥作用。

Necdin 是一种生长抑制剂，几乎在大脑中所有有丝分裂后神经元中表达。中田等人（1998） 分离并表征了人类 NDN 基因及其启动子区域。他们发现NDN编码321个氨基酸的蛋白质，比小鼠蛋白质短4个残基。

沃特林等人（1997） 证明了小鼠 CNS 中 Ndn 基因的父系特异性表达，并表明父系等位基因在编码区显示出差异甲基化谱。

切尔帕科夫等人（2002） 发现necdin 在大鼠神经前体细胞系中表达为细胞质蛋白。

▼ 基因功能

切尔帕科夫等人（2002） 发现神经生长因子受体（NGFR; 162010） 的胞内结构域与啮齿动物神经组织中的 necdin 和 Mageh1（300548） 相互作用，并且这种相互作用通过配体刺激而增强。转染 necdin 或 Mageh1 的大鼠神经前体细胞表现出响应 NGF 的加速分化（参见 162030）。

Necdin 和 Magel2（605283） 是 PWS 中失活的相关蛋白。李等人（2005） 证明 necdin 和 Magel2 结合并阻止 Fez1（604825） 的蛋白酶体降解，Fez1（604825） 与轴突生长和驱动蛋白介导的转移有关，并且还与共转染细胞中的 BBS4（600374） 蛋白结合。 necdin、Magel2、Fez1 和 BBS4 之间的相互作用发生在中心体处或附近。中心体或中心粒周围功能障碍以前曾被认为与 BBS（209900） 有关，并且在与 BBS 重叠的 PWS 特征中也可能很重要，例如学习障碍、性腺功能减退和肥胖。

米勒等人（2009） 表明，necdin 在未成熟的迁移性促性腺激素释放激素（GNRH1; 152760） 神经元细胞系（GN11） 中不表达，但在成熟的 GNRH 神经元细胞系（GT1-7） 中表达高水平。此外，necdin的过度表达通过与位于GNRH1基因的增强子和启动子中的同源域阻遏物Msx1（142983）结合的顺式元件激活GNRH转录，并且necdin表达的敲低降低了GNRH基因的表达。 Necdin 的过表达通过这些元件解除了 Msx 对 GNRH 转录的抑制，并且 necdin 与来自 GNRH 神经元细胞的 Msx 共免疫沉淀，表明 necdin 可能通过阻止 Msx 对 GNRH 基因表达的抑制来激活 GNRH 基因表达。在小鼠发育过程中以及 GNRH 轴突延伸至正中隆起过程中，Necdin 对于生成完整的 GNRH 神经元是必需的。由于 NDN 基因对应到 Prader-Willi 综合征候选区域，并且在成熟的下丘脑神经元中高度表达，Miller 等人（2009） 假设发育过程中 necdin 的缺乏可能导致 PWS 个体出现促性腺激素分泌不足的性腺功能减退表型。

▼ 基因结构

MacDonald 和 Wevrick（1997） 确定小鼠 Ndn 基因含有单个外显子。与印记基因具有很少且小的内含子的观察结果一致（Hurst 等人，1996），人类 NDN 包含在单个外显子内，就像它的小鼠直向同源物一样。

中田等人（1998） 鉴定了 NDN 区域中的 CpG 岛，该区域从近端 5 素侧翼序列延伸到蛋白质编码区。 5-prime 侧翼序列缺少典型的 TATA 和 CAAT 框，在源自鼠胚胎癌 P19 细胞的有丝分裂后神经元中具有启动子活性。启动子区域 HhaI CpG 位点的体外甲基化降低了转录活性。这些结果表明，necdin 基因通过包围其启动子区域的 CpG 岛的甲基化而被沉默。

▼ 测绘

MacDonald 和 Wevrick（1997） 得出结论，NDN 基因是近端 15q 的单个基因座，这是通过辐射杂交作图、将适当的 PCR 扩增片段定位到重叠 YAC 以及 PWS 缺失区域中其他 YAC 中的缺失来确定的。 MacDonald 和 Wevrick（1997） 使用种间回交小组中的遗传图谱将小鼠 Ndn 基因定位到与人类 15q11-q13 保守同线性区域中的 7 号染色体上。

杰伊等人（1997） 通过荧光原位杂交（FISH） 将 NDN 基因定位到 15q11-q13，并通过对从一组仓鼠/人类体细胞杂交体中提取的 DNA 进行 PCR 分析来确认该位置。两种方法都表明 NDN 基因对应到 15q11-q13，但同源基因或假基因对应到 12q21。杰伊等人（1997） 还通过杂交将 NDN 对应到覆盖 PWS 关键区域的 YAC 重叠群。他们认为 NDN 位于 ZNF127 远端约 100 kb 处，距离 SNRPN 近端 1 至 1.5 Mb 处。

通过荧光原位杂交，Nakada 等人（1998） 将 NDN 基因定位于染色体 15q11.2-q12。

沃特林等人（1997） 确定了小鼠 necdin 基因在小鼠 7 号染色体区域的定位，显示出与人类 PWS 区域的保守同线性。通过 FISH，他们展示了 Ndn 基因座的异步复制模式。

▼ 动物模型

蔡等人（1999）通过删除Ndn的编码区在小鼠中制备了无效突变，并将该删除传递给种系。父系缺陷小鼠和纯合小鼠均能存活。 Northern 印迹分析显示，父系缺陷杂合子小鼠的大脑和肝脏中不存在 Ndn 表达。所有基因型的小鼠在杂合子交配后断奶时均以预测的孟德尔比率恢复。所有基因型的小鼠，包括纯合子，都具有生育能力，并且在 10 个月大时都没有出现肥胖。行为研究尚未完成；因此，与 PWS 精神发育迟滞之间的任何潜在关系仍然未知。

为了确定 Ndn 对 Prader-Willi 综合征表型的可能贡献，Gerard 等人（1999） 产生了 Ndn 突变小鼠。继承突变母体等位基因的杂合小鼠与其野生型同窝小鼠无法区分。另一方面，携带父系遗传的 Ndn 缺失等位基因的小鼠表现出产后早期致死性。杰拉德等人（1999） 声称这是单个基因负责与 PWS 相关表型的第一个例子。

Nicholls（1999） 对 Gerard 等人的工作进行了评论（1999），他称之为“扣人心弦的传奇故事的最新一集”。他指出 Tsai 等人的研究结果之间存在差异（1999） 和 Gerard 等人的研究（1999）。他进一步讨论了其他“可疑人物”，即可能与 PWS 相关的其他基因，并表明 PWS 区域中的几个基因可能影响生长失败表型。他认为 PWS 故事的这一方面类似于《东方快车谋杀案》的情节。阿加莎·克里斯蒂的作品。这列著名的火车运载了多名嫌疑人，所有这些人最终都被发现参与了犯罪活动。

穆斯卡泰利等人（2000） 培育了缺乏 necdin 的小鼠，并提出与父本基因缺失相关的产后致死率可能因品系而异。存活的necdin突变体显示下丘脑中产生催产素（167050）和黄体生成素释放激素（LHRH；152760）的神经元减少；增加皮肤刮擦活动；并改善空间学习和记忆。作者提出，necdin 表达不足至少是 PWS 多种临床表现的一部分的原因。

李等人（2005） 证明，Ndn 缺失小鼠胚胎神经系统的多个区域出现轴突生长和束颤的形态异常，包括交感神经轴突、视网膜神经节细胞、血清素能神经元和儿茶酚胺能神经元。李等人（2005） 得出结论，necdin 介导神经突生长所必需的细胞内过程，并且 necdin 的缺失可能会影响轴突的生长，并进一步表明 necdin 的缺失可能导致 PWS 的神经表型。他们推测 necdin 和相关蛋白 Magel2（605283） 的共缺失可能解释了 PWS 中缺乏单基因突变。