解整合素和金属蛋白酶结构域 17; ADAM17

肿瘤坏死因子-α转换酶；TACE

HGNC 批准的基因符号：ADAM17

细胞遗传学位置：2p25.1 基因组坐标（GRCh38）：2:9,488,486-9,555,830（来自 NCBI）

▼ 克隆与表达

布莱克等人（1997） 克隆了编码 ADAM17 的人类 cDNA，他们将其称为 TACE。该基因编码含有 ADAM 家族特征的 824 个氨基酸的多肽：分泌信号序列、解整合素结构域和金属蛋白酶结构域。表达研究表明，编码的蛋白质将前体肿瘤坏死因子-α（TNFA；191160）裂解为其成熟形式。 Northern 印迹分析显示，该基因在所有检查的组织中均以 5 kb mRNA 的形式表达。布莱克等人（1997） 产生了 TACE 基因纯合缺陷的小鼠 T 细胞；这些细胞的 TNFA 释放量减少了 80% 至 90%。

Moss 等人通过使用猪 Tace 克隆的 DNA 片段筛选人类白细胞和单核细胞 cDNA 文库（1997）获得了编码人TACE的cDNA。免疫印迹分析表明，TACE 表达为 70 kD 的酶，可在 ala76 和 val77 之间加工 TNFA，生成成熟形式。序列分析预测，TACE 富含脯氨酸的胞质尾部具有酪氨酸磷酸化位点，具有结合 SH3 结构域的潜力。

Patel 等人通过差异显示 RT-PCR 区分正常软骨和受骨关节炎影响的软骨（1998）获得了编码TACE的全长cDNA。除了 Black 等人描述的基序外，推导的跨膜 TACE 蛋白还包含半胱氨酸开关样区域、催化区域、锌结合区域和 EGF 样区域（1997）和莫斯等人（1997）。 RT-PCR 分析检测到类风湿和骨关节炎影响的软骨中 TACE 和 TNFA 的表达上调，但正常软骨中没有。

▼ 测绘

山崎等人。 Hirohata 等（1998） 使用回交组的 PCR 将小鼠 Tace 基因定位到 12 号染色体的近端臂（1998） 使用辐射杂交将 ADAM17 对应到人类染色体 2p25。

▼ 基因功能

布劳等人（2000） 在体外纯化了导致 NOTCH1（190198） S2 裂解的 γ-分泌酶样活性，并表明它是由 TACE 引起的。此外，对 TACE -/- 骨髓源性单核前体细胞的实验表明，TACE 在 Notch 通路的激活中发挥着重要作用。

Nelson 等人使用酵母 2 杂交分析，以几种 ADAM 蛋白的细胞质尾部作为诱饵（1999） 发现 MAD2L1（601467） 与 TACE 强烈相互作用，但与 ADAM9（602713） 没有相互作用，ADAM9（602713） 与 MAD2L2（604094） 或与其他测试的 ADAM 相互作用。进一步的结合分析将包含富含脯氨酸的 SH3 配体结构域（PXPXXP） 的 TACE 的 35 个氨基酸片段定义为 MAD2L1 的相互作用位点。

Garton 等人使用小鼠和人类细胞以及 DNA 构建体（2001） 提供的证据表明，TACE 是负责佛波酯刺激从内皮细胞和成纤维细胞表面释放膜结合 fractalkine（CX3CL1; 601880） 的蛋白酶。组成性分形脱落不需要 TACE。分形蛋白裂解不依赖于特定的 TACE 敏感氨基酸序列，但表现出宽松的序列特异性和 TACE 对膜结合分形蛋白近膜茎区域结构的明显识别。

莫汉等人（2002） 检查了天然和重组 ADAM17 对 TNFA 的裂解。与其他人报道的更广泛的特异性相反，他们发现 ADAM17 对 TNFA 裂解位点序列表现出严格的特异性。他们还发现 ADAM17 处理 TNFA 的效率比几种基质金属蛋白酶高 100 至 1,000 倍。

通过转染与多个 ADAM 相对应的双链 RNA，Asai 等人（2003） 确定人胶质母细胞瘤细胞系对淀粉样前体蛋白（APP; 104760） 表现出的 α 分泌酶活性是由 ADAM9、ADAM10（602192） 和 ADAM17 的组合活性催化的。

陈等人（2007） 发现 ADAM10 和 ADAM17 介导 Klotho（KL; 604824） 从 Klotho 转染的 COS-7 细胞的细胞膜上脱落，这是他们通过大鼠肾切片研究验证的模型系统。胰岛素增强 Klotho 脱落，这种效应可通过沉默 ADAM10 或 ADAM17 消除。胰岛素似乎会刺激 ADAM10 和 ADAM17 对 Klotho 的蛋白水解活性，但不会增加它们的 mRNA 或蛋白水平。

Adrain 等人使用免疫沉淀分析（2012） 表明小鼠 iRhom2（RHBDF2; 614404） 与小鼠巨噬细胞中的小鼠 Tace 相互作用并转染人类细胞。他们观察到分别注射或刺激脂多糖（LPS）的 iRhom2 -/- 小鼠和 iRhom2 -/- 巨噬细胞中血清 Tnf 几乎消失。 FACS 和免疫印迹分析显示 iRhom2 -/- 细胞表面全长 Tnf 表达增加。在野生型细胞中抑制 Tace 会产生类似的表型。巨噬细胞中缺乏 iRhom2 并不影响 Tace 的表达，但会消除其活性并干扰其从内质网（ER） 的细胞内转移。在 iRhom2 -/- 细胞中，Tace 对糖苷内切酶 H 和弗林蛋白酶（FUR; 136950） 裂解产生抗性，并且无法到达反式高尔基体网络进行激活。通过人细胞中的小干扰 RNA 敲低 IRHOM2 可抑制内源性 TACE 的成熟，这与 iRhom2 -/- 小鼠中的发现类似。数据库分析表明 Tnf 信号传导上调 iRhom2 表达，表明存在正反馈循环。阿德里恩等人（2012） 得出结论，IRHOM2 促进 TACE 的贩运和激活。

McIlwain 等人孤立地（2012） 发现小鼠 iRhom2 短亚型的过度表达通过金属蛋白酶依赖性从细胞表面释放 Tnf 受体，保护小鼠 L929 细胞免受 Tnf 诱导的细胞凋亡。免疫印迹分析表明，全长小鼠 iRhom2 与 Tace 的未成熟形式和活性​​成熟形式相关。用 LPS 刺激的 iRhom2 -/- 巨噬细胞显示出与野生型巨噬细胞相当的 Tace 和 Tnf mRNA 上调。然而，iRhom2 -/- 巨噬细胞表现出表面 Tnf 表达增加和分泌的 Tnf 蛋白显着减少。 iRhom2 -/- 小鼠的脾细胞和骨髓来源的巨噬细胞仅表现出未成熟而非成熟的 Tace 表达，并且 Tace 仅限于颗粒状囊泡区室。

食管癌 Tylosis（TOC; 148500） 是由 ADAM17 加工蛋白酶 IRHOM2 突变引起的。布鲁克等人（2014） 发现，在 2 名 TOC 和 IRHOM2 突变患者的永生化角质形成细胞中，成熟的活性 ADAM17 水平相对于非活性的 pro-ADAM17 有所升高。 TOC 角质形成细胞中活性 ADAM17 升高与质膜 ADAM17 定位升高以及 ADAM17 底物 TNF-α、双调蛋白（AREG；104640） 和 HBEGF（126150） 基础脱落增加相关。通过小干扰 RNA 敲低 ADAM17 可抑制 TOC 角质形成细胞的过度脱落。

Oikonomidi 等人使用免疫沉淀分析（2018） 表明 ITAP（FRMD8; 618337） 与 IRHOM1 和 IRHOM2 相互作用，结合到它们的细胞质尾部。敲除小鼠和人类细胞中的 ITAP 会导致成熟细胞表面 TACE 的消耗和 TACE 底物分泌受损。结合测定和共定位分析表明，ITAP 与 ER 中的 sheddase 复合物结合，并且这种结合在后期分泌途径中的整个 sheddase 复合物行程中持续存在，其中 ITAP 对 IRHOM2 表现出更高的亲和力。 ITAP 似乎通过防止 IRHOM2/TACE 脱落酶复合物对溶酶体的异常分选来维持细胞表面 IRHOM2/TACE 脱落酶复合物的稳定性。 ITAP的丢失破坏了质膜上ITAP与IRHOM2的正常化学计量比，并导致IRHOM2错配到溶酶体，引发IRHOM2和TACE的溶酶体降解。与这些结果一致，小鼠胚胎成纤维细胞和原代人巨噬细胞中ITAP的耗竭损害了TACE的成熟和TNF的分泌，表明ITAP是体内TNF分泌的重要生理调节剂。

Kunzel 等人孤立地（2018） 表明 ADAM17 和 FRMD8 是人类细胞中 IRHOM1 或 IRHOM2 的结合伴侣。 HEK293T 细胞中 FRMD8 的敲除显着降低了 ADAM17 蛋白水平并损害了 ADAM17 依赖性脱落活性，类似于 IRHOM 丢失引起的表型。免疫沉淀实验表明IRHOM2、FRMD8和ADAM17形成三联复合物，其中FRMD8和ADAM17同时与IRHOM2结合而不是直接连接。通过与细胞质 IRHOM2 的 N 末端结合，FRMD8 促进了 IRHOM2/ADAM17 复合物在细胞表面的稳定性，以便 ADAM17 在跨高尔基体网络中成熟后发挥作用。如果没有将 FRMD8 招募到 IRHOM2，该复合物就会被发送到溶酶体并被降解。人类巨噬细胞和小鼠中 FRMD8 基因的敲除证实了 ADAM17 功能和稳定 IRHOM/ADAM17 脱落酶复合物中对 FRMD8 的需求。

▼ 分子遗传学

Blaydon 等人在黎巴嫩血统近亲家庭中患有新生儿炎症性皮肤和肠道疾病（NISBD1; 614328） 的兄弟姐妹中（2011） 进行了 SNP 纯合性作图，随后进行了靶向下一代测序，并鉴定了 ADAM17 基因（603639.0001） 中 4 bp 缺失的纯合性。

▼ 动物模型

佩雄等人（1998） 发现缺乏 Tace 锌结合结构域的小鼠在胚胎第 17.5 天后在子宫内死亡，或者无法存活超过 1 周龄。致死率与 TNF 无关，因为缺乏可溶性 TNF 及其受体的小鼠明显正常。缺乏 Tace 锌结合结构域的小鼠的眼睛、头发和皮肤表型与可溶性转化生长因子-α（TGFA；190170） 缺陷型小鼠相似。放射免疫分析确定，缺乏 Tace 锌结合结构域的细胞膜上 Tgfa 的脱落减少了 95%，这表明可溶性 TGFA 在正常发育中发挥着重要作用。此外，Peschon 等人（1998） 发现 Tace 对于膜结合 L-选择素（SELL; 153240） 和 TNFRSF1B（191191） 的脱落至关重要，这意味着 TACE 的底物范围广泛。

迪万等人（2004）将分泌型野生型 Tnf 的定向心脏过度表达的转基因小鼠与不可裂解跨膜形式 Tnf 的定向心脏过度表达的转基因小鼠进行了比较。两个品系的小鼠心肌Tnf蛋白水平重叠，但产生了截然不同的心脏表型：过度表达跨膜形式Tnf的小鼠出现同心性左心室肥厚，而过度表达分泌型Tnf的小鼠则出现扩张性左心室肥厚。迪万等人（2004）表明，与TNF表达本身相反，TACE对TNF的翻译后加工是造成持续TNF过度表达后发生的不良心脏重塑的原因。

堀内等人（2007） 产生了有条件的 Tace 缺陷小鼠，以避免在缺乏 Tace 的小鼠中观察到的早期产后死亡。他们发现，在 6 周时全身或髓系删除 Tace 可以通过防止 Tnf 血清水平升高，提供强有力的保护，防止内毒素休克致死。堀内等人（2007） 得出结论，TACE 是体内小鼠骨髓细胞中主要的内毒素刺激的 Tnf 脱落酶，并且 TACE 是治疗 TNF 依赖性病理的主要靶标，例如类风湿性关节炎（180300）、克罗恩病（参见 266600）和牛皮癣（参见 177900）。

▼ 等位基因变异体（1 个选定示例）：

.0001 炎症性皮肤和肠道疾病，新生儿，1（1 个家庭）
ADAM17、4-BP DEL、603CAGA

Blaydon 等人在黎巴嫩血统近亲家庭中患有新生儿炎症性皮肤和肠道疾病 1（NISBD1; 614328） 的兄弟姐妹中（2011） 在 ADAM17 基因的外显子 5 中发现了 4 bp 缺失（603delCAGA），预计会导致移码和过早终止，并导致催化和解整合素结构域、跨膜片段和胞质尾部的丢失。未受影响的父母的突变是杂合的，而在未受影响的兄弟中未发现这种突变。受影响男孩的外周血单核细胞（PBMC） 和角质形成细胞裂解物的蛋白质印迹显示 ADAM17 表达不存在。此外，患者 PBMC 显示出高水平的脂多糖诱导的白细胞介素 1-β（IL1B；147720） 和白细胞介素 6（IL6；147620） 的产生，但 TNF-α（191160） 的释放受损。