转录因子 4； TCF4

免疫球蛋白转录因子 2； ITF2
SEF2-1B
SEF2
E2-2

HGNC 批准的基因符号：TCF4

细胞遗传学位置：18q21.2 基因组坐标（GRCh38）：18:55,222,185-55,635,957（来自 NCBI）

▼ 说明

TCF4 是一种广泛表达的碱性螺旋-环-螺旋（bHLH） 蛋白，可作为同二聚体或与其他 bHLH 蛋白形成异二聚体。这些二聚体在 Ephrussi（E） 框序列处结合 DNA。选择性剪接产生大量 N 末端不同的 TCF4 同工型，其亚细胞定位和反式激活能力不同（Sepp 等人总结，2012）。

▼ 克隆与表达

科尼利森等人（1991） 鉴定了一个核蛋白家族，该家族与鼠白血病病毒 SL3-3 增强子中的糖皮质激素反应元件（GRE） 基序结合。这个图案类似于 E 框中的图案。科尼利森等人（1991）将该家族命名为“SL3-3 增强子因子 2”SEF2。他们从人类胸腺细胞中克隆了编码其中一种蛋白质 SEF2-1B 的基因。科尼利森等人（1991）发现SEF2-1B基因编码与其他bHLH转录因子同源的667个氨基酸的多肽。科尼利森等人（1991） 发现了多种相关的 mRNA 种类，推测是差异剪接的结果。

亨索恩等人（1990） 鉴定了一种螺旋-环-螺旋转录因子，它与免疫球蛋白重链增强子的 mu-E5 基序和轻链增强子中的 kappa-E2 基序结合，并将其命名为 ITF2，即“免疫球蛋白”转录因子 2。＆#39; ITF2 编码预测的 623 个氨基酸的蛋白质（Henthorn 等，1990）。

普舍勒等人（1996） 分离了人生长抑素受体 2（SSTR2; 182452） 的启动子区域并鉴定了一个新的起始元件。 Pscherer 等人通过筛选小鼠大脑 cDNA 表达文库（1996） 分离出一种转录因子，他们将其命名为 Sef2，它与 SSTR2 起始元件的 E 框结合。测序表明该因子是人 SEF2-1B 的鼠同源物。 DNA 结合研究表明，基础转录因子 TFIIB（189963） 可以通过与 SEF2 的物理相互作用与 SSTR2 起始元件结合。 Northern 印迹分析显示，SEF2-1B 在成人和胚胎组织中表达，包括心脏、大脑、胎盘、骨骼肌和肺。

在寻找多态性 CTG 重复序列作为双相情感障碍的候选基因时，Breschel 等人（1997） 筛选了基因组人类 18 号染色体特异性文库，并鉴定了一个 1.6 kb 的克隆，其具有对应到 18q21.1 的 CTG（24） 重复，他们将其命名为 CTG18.1（参见 602272.0007）。扩展位于 SEF2-1 的内含子中。该重复在双相情感障碍和对照受试者中均具有高度多态性，观察到的杂合度为 84%。扩增至 CTG（2100） 是可能的，但与明显的异常表型无关。通过辐射杂交作图和连锁分析确定重复的位置。

通过数据库分析，Brockschmidt 等人（2007） 在斑马鱼中鉴定出 TCF4 直向同源物。整体原位杂交显示发育中的斑马鱼大脑中表达 Tcf4。 Tcf4首先在端脑/间脑边界表达，随后在背侧端脑和间脑（包括丘脑、腹侧丘脑和后结节）以及中脑被盖中表达。 Tcf4 在下丘脑中不表达，但随后在视网膜和鳃弓中表达。

德庞图尔等人（2009）发现TCF4在发育中的人类中枢神经系统、体节的巩膜成分、压缩椎体、肢芽、内脏胸膜间质和性腺嵴中高表达。后来它在各种神经系统组织、甲状腺、胸腺、肾脏和性腺中表达。在出生后的生活中，在成年淋巴细胞、成纤维细胞、肠道、肌肉和肌间神经丛中观察到表达。在心肌中未观察到表达。

塞普等人（2012） 报道全长 671 个氨基酸的 TCF4 同工型具有 N 端转录激活结构域（AD1），随后是核定位信号（NLS）、第二个转录激活结构域（AD2） 和 C-介导二聚化和 E框 结合的末端 bHLH 结构域。 5-prime 末端的选择性剪接导致 TCF4 蛋白具有 18 个不同的 N 末端。这些亚型可能缺少 AD1 和/或 NLS，但都具有 AD2 和 bHLH 结构域。此外，一些亚型在 AD2 和 bHLH 结构域之间缺少 4 个氨基酸。

▼ 基因结构

布雷舍尔等人（1997） 表明小鼠 Sef2-1 基因包含 22 个外显子，其中许多内含子长度超过 10 kb。

茨韦尔等人（2007） 确定人类 TCF4 基因由 20 个外显子组成（外显子 1 和 20 是非编码的），跨度为 360 kb，编码至少 2 个亚型，它们在 4 个氨基酸的存在或不存在方面有所不同。

塞普等人（2012）报道TCF4基因的5-prime末端受到复杂的选择性剪接。外显子 10 至 21 对于所有 TCF4 转录本都是通用的。

▼ 测绘

布雷舍尔等人（1997） 通过基因组序列分析将 TCF4 基因内含子内的 CTG 重复定位到染色体 18q21.1。

▼ 基因功能

Pscherer 等人进行的 DNA 结合研究（1996） 证明基础转录因子 TFIIB（189963） 可以通过与 SEF2 的物理相互作用连接到 SSTR2 起始元件。

多夫林格等人（1999） 表明 Mibp1（HIVEP2; 143054） 与 Sef2 相互作用以增强小鼠大脑中基础 Sstr2 启动子的转录。

罗等人（2016） 提供的数据表明 PGC1-α（604517） 通过与其生物能功能不同的途径抑制黑色素瘤（155600） 转移。 PGC1-α 表达升高与人类黑色素瘤标本的垂直生长呈负相关。从机制上讲，PGC1-α 直接增加 ID2（600386） 的转录，进而与转录因子 TCF4 结合并使其失活。 TCF4失活导致转移相关基因下调，包括影响侵袭和转移的整合素。

▼ 分子遗传学

双相情感障碍

德尔-法维罗等人（2002） 在欧洲双相情感障碍病例对照大型样本（125480） 中研究了 SEF2-1B 基因第三个内含子中的 CTG 重复。样本由年龄、性别和种族相匹配的 403 名患者和 486 名对照者组成。这些患者连续从比利时、克罗地亚、丹麦、苏格兰和瑞典的 5 个参与中心招募。组合样本的二分分析未显示病例和对照之间的扩增频率存在显着差异。对一级亲属情感障碍家族史和疾病严重程度进行分层后的二次分析显示，在扩展等位基因纯合的家族病例中，出现双相情感障碍的相对风险为 2.43，存在临界显着差异（P = 0.03）。这一发现进一步支持了以下假设：不能排除 SEF2-1B 作为双相情感障碍的易感基因，或者 SEF2-1B 与双相情感障碍的致病基因存在连锁不平衡。

皮特霍普金斯综合症

皮特-霍普金斯综合征（PTHS; 610954） 是一种严重癫痫性脑病，伴有智力低下和间歇性换气过度，以及特征性面部完形。阿米尔等人（2007） 通过芯片比较基因组杂交研究了一名皮特-霍普金斯综合征患者，发现 18q21.1 上存在 1.8 Mb 的从头微缺失；同样，Zweier 等人（2007） 使用 SNP 阵列进行分子核型分析，检测患者 18q21.2 上的 1.2 Mb 缺失。阿米尔等人（2007） 在另外 3 名患有皮特-霍普金斯综合征的受试者中鉴定出 TCF4 基因碱性区域（602272.0001 和 602272.0002）中保守氨基酸的 2 个从头杂合错义突变。他们表示，这是与 I 类碱性螺旋-环-螺旋转录因子家族（也称为 E 蛋白家族）成员缺陷相关的人类疾病的第一个证据。 Zweier 等人通过对 30 名皮特-霍普金斯综合征患者的 TCF4 转录因子基因（包含在缺失区域）进行测序，发现了该基因的缺失（2007） 在 5 名患有严重智力障碍和面部明显相似的患者中检测到杂合停止、剪接和错义突变。

茨韦尔等人（2007） 报道，无效突变和错义突变都会损害 TCF4 与 PHOX-RET 通路中的 ASCL1（100790） 的相互作用，从而反式激活包含 E 框的报告构建体。因此，他们得出结论，皮特-霍普金斯综合征患者的过度换气和先天性巨结肠可能是由去甲肾上腺素能衍生物发育的改变来解释的。

布罗克施密特等人（2007） 在患有 PTHS 的女孩中发现了包含 TCF4 基因的 18q21.2 的从头 0.5 Mb 微缺失。 RT-PCR 分析表明，缺失导致功能性 TCF4 单倍体不足。缺失发生在父本染色体上。

卡尔舍尔等人（2008） 报道了一名患有从头杂合平衡易位 t（18;20）（q21.1;q11.2） 的女孩，该易位破坏了 20 号染色体上的 TCF4 基因和 CHD6 基因。她有轻度至中度智力低下和轻微面部缺陷异常现象，包括宽阔的方脸、距离过远、鼻梁扁平、耳朵突出和脖子短。她还患有轻度听力损失。然而，她没有典型的皮特-霍普金斯表型特征，例如呼吸问题、换气过度或癫痫。 PCR分析显示TCF4和CHD6的断点分别位于内含子3和内含子1。产生了融合转录本，其中 CHD6 外显子 1 剪接到 TCF4 外显子 4。研究结果表明，并非所有 TCF4 突变都会导致严重的 PTHS 表型。

茨韦尔等人（2008） 在 117 名表型与 PTHS 相似的患者中，有 16 名（14%） 发现了 16 种不同的 TCF4 突变（参见例如 602272.0005-602272.0006）。其中 13 个突变是移码、无义或剪接位点突变，与单倍体不足作为致病机制一致。

罗森菲尔德等人（2009） 发现了 7 例由于 TCF4 缺失而导致的皮特-霍普金斯综合征新病例，并回顾了文献中先前报道的 59 例病例。在他们新发现的患者中，尽管只有 3 名患者出现呼吸异常且没有人出现癫痫发作，但所有患者都具有与皮特-霍普金斯综合征一致的特征。文献回顾表明，尽管所有报告的患者均患有严重的精神运动性迟缓，但大多数患者的癫痫发作和过度换气发作仅限于头十年。过度换气发作比癫痫发作更常见，并且常见于年龄最大的患者，而具有错义 TCF4 突变的个体更容易发生癫痫发作。

德庞图尔等人（2009） 在 13 名皮特-霍普金斯综合征患者中鉴定出了 TCF4 基因的 12 种不同突变。 E 蛋白基本结构域中的突变簇表明存在突变热点。体外研究表明，野生型 TCF4 仅在与 ASCL1（100790） 共转染时激活报告基因构建体，与 ASCL1/TCF4 野生型异二聚体相比，ASCL1/TCF4 突变异二聚体的转录活性降低，这与 TCF4 功能的丧失一致。所有突变都是从头发生的，除了 1 个突变遗传自一位从 20 岁起患有慢性抑郁症和癫痫症的母亲，并且该突变是体细胞嵌合体。除了严重的智力低下和特征性面部特征外，所有患者的 IgM 水平都较低，但没有人表现出免疫缺陷的特征。德庞图尔等人（2009） 指出，这些患者是在 12 个月的时间内被诊断出来的，这表明这种疾病可能比最初想象的更常见。

Sepp 等人通过将 PTHS 相关突变对应到 TCF4 基因结构（2012） 发现一些 PTHS 相关突变不会损害所有 TCF4 替代转录本，并且可能允许产生缺乏 NLS 的 TCF4 同工型和/或由突变的 3-prime 转录本编码的较短同工型。对 PTHS 相关阅读框延伸和错义突变的功能分析表明，突变的 TCF4 蛋白通过不同的机制受到不同程度的损害，包括蛋白不稳定、二聚化改变以及 DNA 结合和反式激活能力的丧失。

福克斯内皮性角膜营养不良 3

穆萨等人（2014） 发现 TCF4 基因中的内含子 CTG 重复序列（指定为 CTG18.1；602272.0007）与 Fuchs 内皮性角膜营养不良（FECD3；613267）之间存在显着关联，扩展的 CTG18.1 等位基因的优势比为 32.3。对携带扩展 CTG 重复序列（40 个或更多拷贝）的 24 个 FECD 家族的分析表明，其中 18 个家族的 CTG18.1 扩展与疾病分离，尽管 3 个家族的外显率不完全。

为了识别 FECD 标记，Wieben 等人（2014） 对 FECD 患者和对照的 TCF4 基因区域进行了测序。作者发现，虽然没有任何变体与疾病状态完全相关，但 TCF4 内的 CTG18.1 内含子三核苷酸重复扩展比任何其他变体都能更好地预测疾病。

瓦桑斯等人（2015） 分析了扩展的 CTG18.1 等位基因在 574 名晚发 FECD 患者、354 名对照者和 2 个多代家庭组成的队列中的分布。超过 40 个 CTG 重复显示与 FECD 具有很强的相关性（p = 1.56 x 10（-82））。作者描绘了扩展至 103 个 CTG 重复的阈值，超过该阈值，等位基因在 17.8% 中赋予因果关系。回归分析表明，单等位基因扩展或双等位基因扩展超过 40 个重复的个体的疾病严重程度和年龄之间存在显着相关性。

中野等人（2015） 在 47 名日本 FECD 患者中，有 12 名（26%） 在 TCF4 基因中发现了内含子三核苷酸扩增（TNR），定义为超过 50 个 CTG 重复，而 96 名对照患者中没有一人存在。接受 TNR 扩张的 FECD 患者的临床特征与未扩张的患者没有差异。

穆萨等人（2015） 在携带 CTG18.1 扩增的 FECD 患者的角膜内皮细胞中鉴定出核 CUG 重复 RNA 灶；然而，在对照中没有观察到 RNA 焦点。由于扩增携带者和非携带者之间的 TCF4 表达没有显着差异，作者得出结论，毒性 RNA 是 FECD 疾病的主要机制，而不是 TCF4 单倍体不足。

杜等人（2015） 在 FECD 角膜内皮细胞中观察到 CUG RNA 灶与 mRNA 剪接因子 MBNL1（606516） 的共定位；他们还鉴定了 342 个在角膜内皮中具有强表达的基因，与未扩增的患者和对照患者相比，在进行扩增的 FECD 患者中，这些基因表现出至少 1 个亚型的差异表达。杜等人（2015） 得出结论，TCF4 基因中 CTG-CAG 重复的扩展通过一种涉及 RNA 病灶中 MBNL1 隔离的机制有助于 FECD，类似于强直性肌营养不良-1（DM1; 160900） 的潜在机制。

在 FECD 患者来源的原代角膜内皮细胞中，Zarouchlioti 等人（2018） 使用专门针对 CTG18.1 重复扩增的反义寡核苷酸（ASO） 治疗，并观察到与重复扩增相关的变化的逆转，包括挽救 MBNL1 核定位和减少下游异常 mRNA 加工。将标记的 ASO 注射到小鼠玻璃体中显示 ASO 存在于角膜内皮、角膜细胞和基质中，并在内皮和基质细胞的核和核周区域积累，这表明 ASO 介导的 FECD 治疗的潜力。

▼ 动物模型

Math1（ATOH1; 601461） 是一种原神经转录因子，对于神经祖细胞群（菱形唇）的建立至关重要，神经祖细胞群可在小鼠中产生多个后脑结构。弗洛拉等人（2007） 表明 Math1 与 Tcf4 相互作用。 Tcf4 -/- 小鼠破坏了脑桥核的发育，并且这种选择性缺陷的发生并不影响其他菱形唇衍生的核，尽管 Math1 和 Tcf4 在整个菱形唇中表达。其他 E 蛋白编码基因的删除对 Math1 依赖性神经元没有可检测到的影响，这表明 Tcf4 在不同的神经祖细胞中具有特殊的作用。

范·埃斯等人（2012） 发现成年小鼠条件性 Tcf4 缺失会导致小肠隐窝和绒毛逐渐丧失。 Tcf4 在潘氏细胞中高度表达，Van Es 等人（2012）表明，突变小鼠中细胞增殖和干细胞的丧失与潘氏细胞的异常迁移和凋亡耗竭同时发生。范·埃斯等人（2012） 得出结论，通过 TCF4 的 Wnt 信号传导是成人肠道稳态自我更新所必需的。

▼ 等位基因变异体（7 个精选示例）：

.0001 皮特霍普金斯综合症
TCF4、ARG576TRP

在 2 名无关的皮特霍普金斯综合征患者（610954） 中，Amiel 等人（2007） 在 TCF4 基因的外显子 18 中发现杂合 1726C-T 转变，导致 arg576 到 trp（R576W） 取代。该突变既未在亲代 DNA 中发现，也未在一组 338 条对照染色体中发现。

Peippo 等人报道的一名患者（2006），Zweier 等人（2007） 发现了相同的 R576W 错义突变。茨韦尔等人（2007） 将突变称为 R576/580W。这些发现与单倍体不足作为疾病机制是一致的。

通过体外研究，de Pontual 等人（2009） 证明，即使与 ASCL1（100790） 作为异二聚体共表达，R576W 和 R576Q（602272.0002） 突变体的转录活性均降低，这与 TCF4 功能的丧失一致。

.0002 皮特-霍普金斯综合症
TCF4、ARG576GLN

Amiel 等人在患有皮特霍普金斯综合征（610954） 的患者中（2007） 发现 TCF4 基因外显子 18 中 1727G-A 转变的杂合性导致 arg576 到 gln（R576Q） 取代。 Amiel 等人发现另外 2 名患者存在错义突变，其中涉及相同的密码子（2007）（参见 602272.0001）。

.0003 皮特霍普金斯综合症
TCF4、ARG358TER

Zweier 等人在一名患有皮特霍普金斯综合征（610954） 的 29 岁男性中（2007） 在 TCF4 基因中发现了一个杂合无义突变：外显子 15 中的 1153C-T 转变，导致 arg358（R358X） 处的蛋白质过早终止。患者有严重的便秘和无缘无故的笑声。父母无法参加测试；茨韦尔等人（2007） 排除了 180 名健康欧洲对照个体中的 R358X 突变，表明该突变是从头发生的。这些发现与单倍体不足作为疾病机制是一致的。

.0004 皮特-霍普金斯综合症
TCF4、IVS9AS、G-C、-1

Zweier 等人在一名患有皮特霍普金斯综合征（610954） 的 29 岁女性中（2007）发现TCF4基因的受体剪接位点突变：IVS9-1G-C。除了皮特-霍普金斯综合征的特征外，患者还患有淋巴瘤，这可能与TCF4突变有关。父母无法参加测试；茨韦尔等人（2007） 排除了 180 名健康欧洲对照个体中的 IVS9-1G-C 突变，表明该突变是从头发生的。这些发现与单倍体不足作为疾病机制是一致的。

.0005 皮特霍普金斯综合症
TCF4、ARG574PRO

在 2 名皮特霍普金斯综合征（610954） 患者中，Zweier 等人（2008） 鉴定了 TCF4 基因外显子 18 中的杂合 1721G-C 颠换，导致 E框 识别基序中的 arg574 到 pro（R574P） 取代。该突变与 602272.0001 和 602272.0002 位于同一区域，预计会损害 TCF4 与来自 PHOX-RET 途径的 ASCL1（100790） 的相互作用，从而反式激活包含 E 框的报告构建体（Zweier et al., 2007） 。这些发现与单倍体不足作为疾病机制是一致的。

.0006 皮特-霍普金斯综合症
TCF4，1-BP DEL，908C

在一名患有皮特霍普金斯综合征（610954） 的患者中，Zweier 等人（2008） 在 TCF4 基因的外显子 11 中发现了一个杂合 1-bp 缺失（908delC），导致移码和过早终止。这些发现与单倍体不足作为疾病机制是一致的。

.0007 角膜营养不良，福斯内皮细胞，3
TCF4、（CTG）n 重复扩展、IVS3

Mootha 等人对 120 名患有 Fuchs 内皮性角膜营养不良的白人先证者（参见 FECD3；613267）和 100 名对照者进行了一项研究（2014） 发现 TCF4 基因中的内含子 CTG 重复扩展之间存在显着关联，指定为“CTG18.1”，和 FECD（p = 6.5 x 10（-25）；优势比，32.3）。对携带扩展 CTG 重复序列（40 个或更多拷贝）的 24 个 FECD 家族的分析表明，其中 18 个家族的 CTG18.1 扩展与疾病分离，尽管 3 个家族的外显率不完全。

维本等人（2014） 对 FECD 患者和对照者的 TCF4 基因区域进行了测序，发现 68 名 FECD 患者中的 46 名（68%） 和 16 名对照者中的 1 名（6%） 中 TGC 扩增超过 50 个重复。没有变异（包括 TGC 扩增）与疾病状态完全相关；维本等人（2014） 指出，即使在一些家庭中，受影响和未受影响的个体中也发生了重复扩增，包括 70 岁以上、具有超过 80 个 TGC 重复但未受影响的个体。然而，他们表示，TCF4 内的 CTG18.1 内含子三核苷酸重复扩展比任何其他变体都能更好地预测疾病。

穆萨等人（2015） 研究了来自 8 名携带第三内含子 CTG18.1 重复扩增的 FECD 患者的角膜内皮组织样本，并在所有样本中观察到丰富的离散、点状核 CUG 重复 RNA 灶，这是有毒 RNA 的标志；然而，在 7 名未进行 CTG18.1 扩增的个体（包括 1 名 FECD 患者、1 名无牙胶角膜水肿患者和 5 名对照）的内皮细胞中未发现 RNA 灶。 Mootha 等人注意到，与对照内皮相比，CTG18.1 扩增的 FECD 内皮样品中 qPCR 检测的 TCF4 表达没有显着差异（2015） 的结论是，毒性 RNA 是 FECD 疾病的主要机制，而不是 TCF4 的单倍体不足，其中 CTG18.1 三联体重复扩增由 CUG 重复 RNA 灶介导。

杜等人（2015） 研究了 FECD 患者和对照的角膜内皮和成纤维细胞，并确定 CTG-CAG 三核苷酸重复扩增被转录成稳定的有义链 RNA，从而导致受影响组织中 CUG RNA 病灶的形成。与成纤维细胞相比，FECD 角膜内皮细胞中存在选择性丰度的聚（CUG）RNA 灶，表明 TCF4 聚（CUG）转录物主要积聚在角膜内皮中，从而导致 FECD 发病机制。作者观察到 CUG RNA 灶与 mRNA 剪接因子 MBNL1（606516） 在患者角膜内皮细胞中共定位；他们还鉴定了 342 个在角膜内皮中具有强表达的基因，与未扩增的患者和对照患者相比，在进行扩增的 FECD 患者中，这些基因表现出至少 1 个亚型的差异表达。杜等人（2015） 得出结论，TCF4 基因中 CTG-CAG 重复序列的扩展通过涉及 RNA 灶中 MBNL1 隔离的机制有助于 FECD。

扎鲁奇利奥蒂等人（2018） 分析了 392 名患有 FECD 的英国和捷克白人以及 550 名患有年龄相关性黄斑变性（ARMD；参见 602272） 对照的基因组 DNA，发现超过 50 个 CTG18.1 重复拷贝的存在赋予了超过FECD 的风险是 76 倍。在患者来源的原代角膜内皮细胞中，作者使用了专门针对 CTG18.1 重复扩增的反义寡核苷酸（ASO） 治疗，并观察到与重复扩增相关的变化的逆转，包括挽救 MBNL1 核定位和减少下游异常 mRNA加工。将标记的 ASO 注射到小鼠玻璃体中显示 ASO 存在于角膜内皮、角膜细胞和基质中，并在内皮和基质细胞的核和核周区域积累，这表明 ASO 介导的 FECD 治疗的潜力。