微管蛋白特异性伴侣 E； TBCE

辅因子E

HGNC 批准的基因符号：TBCE

细胞遗传学位置：1q42.3 基因组坐标（GRCh38）：1:235,367,427-235,452,443（来自 NCBI）

▼ 说明

TBCE 基因编码 α-微管蛋白亚基正确折叠和 α-β-微管蛋白异二聚体形成所需的几种伴侣蛋白之一（Parvari 等，2002）。请参阅 602971 了解更多信息。

蛋白质在其一级氨基酸序列中包含足以决定三维结构的信息。许多蛋白质的正确折叠需要通过与一类称为伴侣蛋白的多亚基环形复合物相互作用来促进（Lewis 等，1996）。

▼ 克隆与表达

田等人（1996） 鉴定了 3 种参与 β-微管蛋白折叠的新蛋白质。通过分级分离粗组织提取物并在体外胞质伴侣蛋白（c-cpn） 介导的折叠反应中分析这些组分，他们分离出了辅因子 E。辅因子 E 执行 β-微管蛋白折叠过程中的第二步，与 β-微管蛋白相互作用。辅因子D中间体。辅因子 E 在凝胶过滤柱上的表观分子量为 150 kD。在变性条件下，辅因子 E 由 60 kD 肽组成。作者使用纯化辅因子 E 的部分肽序列数据来分离相应的 cDNA。辅因子 E 与酿酒酵母 pac2 具有 30% 的氨基酸同一性，并且有一个短区域与 CLIP-170（179838） 的微管结合域显示同源性，CLIP-170 是一种将内吞囊泡与微管连接的微管相关蛋白。

在小鼠中，Schaefer 等人（2007） 发现 Tbce 在腹角运动神经元和体细胞浅表背角层神经元中表达，但在轴突中不表达。在施万细胞体中也发现了 Tbce 表达。在运动神经元中，Tbce 在高尔基体中积累，并被证明可以控制运动神经元中轴突微管蛋白的路由。拉克等人（2013）发现Tbce在小鼠耳柯蒂氏器的外毛细胞和内柱细胞中选择性表达。在内毛细胞、听觉神经或螺旋神经节中未检测到。柯蒂氏器的细胞是极化的并且高度依赖于微管蛋白结构。谢弗等人（2017） 发现 Tbce 基因在小鼠背根神经节神经元以及某些大脑区域（包括皮质、海马和脑干）中表达。再次定位于背根神经节神经元的高尔基体。

▼ 测绘

由于 TBCE 基因突变已在常染色体隐性遗传 Kenny-Caffey 综合征（244460） 和 Sanjad-Sakati 综合征（241410）（见下文）中发现，两者都对应到 1q43-q44，因此 TBCE 基因必须对应到该区域。小鼠 Tbce 基因定位于 13 号染色体（Schmalbruch 等，1991）。

▼ 分子遗传学

甲状旁腺功能减退-发育迟缓-畸形综合征和常染色体隐性遗传肯尼-卡菲综合征

甲状旁腺功能减退-发育迟缓-畸形综合征（HRDS；241410），也称为 Sanjad-Sakati 综合征，是一种常染色体隐性遗传综合征，表现为先天性甲状旁腺功能减退、精神发育迟滞、面部畸形和极度生长障碍，几乎仅见于中东人群。具有骨硬化和反复细菌感染附加特征的类似综合征是常染色体隐性遗传肯尼-卡菲综合征（KCS1; 244460）。这两个性状都被对应到 1q43-q44，尽管临床表型存在差异，但发现它们共享祖先单倍型，表明存在共同的创始人突变（Diaz 等人，1999）。帕瓦里等人（2002） 将 1q 上的关键区域细化至大约 230 kb 的间隔，并鉴定了受影响个体中 TBCE 基因的缺失和截短突变（604934.0001-604934.0003）。绝大多数患者携带复发性 12 bp 缺失（604934.0001）。对患病成纤维细胞和类淋巴母细胞的分析显示，患病细胞中微管组织中心（MTOC）的微管密度较低，微管极性受到干扰。免疫荧光和超微结构研究表明，需要微管进行膜转移的亚细胞细胞器（例如高尔基体和晚期内体区室）受到干扰。因此，HRD和KCS1是由微管蛋白组装途径中的遗传缺陷引起的伴侣疾病，这些发现建立了微管蛋白生理学与甲状旁腺发育之间的潜在联系。

伴有肌萎缩和视神经萎缩的进行性脑病

Sferra 等人在来自 3 个不相关的意大利家庭的 5 名患有进行性脑病伴肌萎缩和视神经萎缩的患者中（PEAMO; 617207）（2016） 鉴定了 TCBE 基因中的纯合错义突变（I155N; 604934.0004）。全外显子组测序发现2个家系存在突变，并经桑格测序证实；第三个家庭中一对受影响的同卵双胞胎的突变是通过TBCE基因突变扫描发现的。另一名患有该疾病的患者（患者 2518864）被发现为 I155N 突变和移码突变（604934.0005） 的复合杂合子。这些突变在所有家族中随疾病分离，家族的单倍型分析表明 I155N 的创始人效应。对患者成纤维细胞的蛋白质印迹分析显示，与对照相比，突变 TBCE 蛋白的数量显着减少，其中复合杂合突变患者的水平较低。对患者细胞的 RNA 分析显示，I155N 纯合患者的 RNA 水平正常，但复合杂合患者的 RNA 量减少，表明 1-bp 缺失导致无义介导的 mRNA 衰减。患者细胞表现出聚合 α-微管蛋白水平降低（参见 602529），微管动力学发生改变，成核减少，微管再聚合明显延迟；在再聚合的早期和晚期阶段，微管数量较少且严重紊乱，并且高尔基体的压缩性丧失。还存在有丝分裂形态异常，有丝分裂纺锤体异常和微管排列紊乱。斯费拉等人（2016） 得出结论，I155N 等位基因是低等位基因。该表型与 Tbce 基因中具有纯合错义突变的 pmn/pmn 小鼠相似（参见动物模型）。

▼ 动物模型

13 号染色体上进行性运动神经元病（pmn） 突变纯合的小鼠从 2 周龄起其运动轴突出现进行性颅颅变性，并在出生后 4 至 6 周死亡（Schmalbruch 等，1991）。该突变是完全渗透的，表达能力不依赖于遗传背景。马丁等人（2002） 将 pmn 突变鉴定为 Tbce 蛋白最后一个残基上的 trp524 到 gly（W524G） 取代，导致蛋白稳定性降低。受影响小鼠的坐骨神经和膈神经的电子显微镜显示，微管数量减少，可能是由于稳定性缺陷所致。与野生型 Tbce cDNA 的转基因互补恢复了突变小鼠的正常表型。观察结果表明，Tbce 对于维持小鼠运动轴突中的微管至关重要，并表明微管蛋白辅助因子功能的改变可能与人类运动神经元疾病有关。博梅尔等人（2002） 孤立鉴定了导致 pmn 小鼠 Tbce 蛋白中 trp524 取代为甘氨酸的点突变。

纯合 pmn 小鼠患有严重的运动神经元疾病，其特征是运动轴突死亡和运动单位逐渐丧失。 Schaefer 等人在 pmn 小鼠中（2007） 发现膈神经和坐骨神经的轴突微管缺失首先出现在远端，然后向近端进展，与轴突垂死性背部神经元病同时发生。对培养的 pmn 神经元的研究表明，运动神经元细胞和雪旺细胞中高尔基体的 Tbce 丢失，高尔基体微管蛋白轴突路径缺陷导致微管丢失，以及微管蛋白折叠和二聚化受损。在培养的运动神经元中敲低 Tbce 基因也发现了类似的结果。研究结果表明，运动神经元中 Tbce 的不稳定是 pmn 小鼠轴突死亡过程的原因。

拉克等人（2013） 指出纯合 pmn 小鼠会出现与耳蜗功能障碍相关的进行性听力损失。突变小鼠由于细胞凋亡而失去外毛细胞，并且听神经中的微管蛋白结构受到干扰。研究结果表明，微管蛋白对于耳蜗感觉上皮的正确功能很重要。

谢弗等人（2017） 发现 PMN 小鼠除了运动神经轴突变性外，还存在感觉轴突变性的证据。突变小鼠的腓肠神经显示出轴突异常，包括珠状球体，提示多灶性退行性过程以及微管的逐渐丧失。对背根神经节神经元的研究表明，pmn 突变损害了这些感觉细胞中的微管聚合和基于微管的轴突转移。

▼ 等位基因变异体（5 个精选示例）：

.0001 甲状旁腺功能减退-发育迟缓-形态障碍综合征
包括 1 型肯尼-卡菲综合症
TBCE、12-BP DEL、NT155

帕瓦里等人（2002） 在他们评估的所有患有甲状旁腺功能减退-迟缓-畸形综合征（HRDS; 241410） 的中东个体（超过 50 名） 中，证明了 TBCE 基因第二个编码外显子中 12 bp 缺失的纯合性。阿拉伯个体的 350 多个对照染色体中不存在该缺失。

Parvari 等人研究的所有中东主题（2002） TBCE 基因有 12 bp 缺失；然而，8个家系的13个受影响个体的表型是常染色体隐性遗传肯尼-卡菲综合征（KFS1；244460），与HRD家族的表型不同（17个沙特家系，27个受影响个体；9个以色列家系，25个受影响个体）由于额外存在长骨髓质狭窄、颅骨骨质硬化以及对细菌感染的易感性。一些患有 HRD 的沙特受试者的长骨中存在斑片状骨硬化，而一些患有 HRD 的以色列贝都因人则继发于脓毒症死亡，这表明这些表型特征以谱系特异性方式存在差异表达。

Ratbi 等人在一名摩洛哥近亲父母所生的女婴中患有 HRDS（2015） 鉴定了 12 bp 缺失（c.155_166del12） 的纯合性，该缺失此前仅在中东血统的患者中发现。这些发现与七世纪伊斯兰教向北非扩张时阿拉伯人移民到摩洛哥的历史是一致的。

.0002 甲状旁腺功能减退-发育迟缓-形态障碍综合征
TBCE、2-BP DEL、66AG

在比利时家谱中，有 2 名同胞表现出甲状旁腺功能减退-发育迟缓-畸形综合征（HRDS；241410） 的典型特征，Parvari 等人（2002）表明幸存的同胞是复合杂合子，TBCE基因的第一个编码外显子中存在2-bp缺失（66delAG），导致残基22后发生移码，终止于残基48（val23fs48X），并且1113T- TBCE 基因的外显子 12 发生颠换，导致 cys371 至 ter（C371X；604934.0003） 替换。

Tian 等人使用体外微管蛋白折叠测定（2006） 发现 66delAG 等位基因表达的 TBCE 支持体外微管蛋白折叠，并以与野生型相似的方式增强 TBCC（602971） 和 TBCD（604649） 驱动的微管蛋白 GAP 活性，而 C371X 等位基因表达的蛋白显示没有比没有 TBCE 的平行对照更大的折叠，并且没有 GAP 增强能力。田等人（2006） 鉴定了 66delAG 突变上游的 3 个框外 AUG 密码子，并证明了每个密码子处都存在神秘的起始起始。田等人（2006） 得出的结论是，这些神秘启动的功能性多肽解释了受影响个体的存活，这些个体的突变等位基因纯合，显然缺乏产生功能性 TBCE 的能力。

.0003 甲状旁腺功能减退-发育迟缓-形态障碍综合征
TBCE，CYS371TER

Parvari 等人讨论了 TBCE 基因中的 cys371-to-ter（C371X） 突变，该突变在比利时甲状旁腺功能减退-迟缓-畸形综合征（241410） 患者的复合杂合性中发现（2002），参见 604934.0002。

.0004 进行性脑病，伴有肌萎缩和视神经萎缩
TBCE，ILE155ASN（rs780472451）

Sferra 等人在来自意大利南部同一地区的 3 个无关家庭的 5 名患有进行性脑病伴肌萎缩和视神经萎缩的患者中（PEAMO; 617207）（2016） 鉴定了 TBCE 基因中的纯合 c.464T-A 颠换（c.464T-A, NM_001079515.2），导致 LRR 结构域中高度保守的残基处发生 ile155 至 asn（I155N） 取代。该突变在文本中被标注为 c.464T-A，尽管在表 1 的大部分部分中它被称为 c.463T-A。全外显子组测序发现2个家系存在突变，并经桑格测序证实；第三个家庭中一对受影响的同卵双胞胎的突变是通过TBCE基因突变扫描发现的。另一名患有该疾病的患者（2518864） 被发现是 I155N 突变和 1-bp 缺失（c.1076delC; 604934.0005） 的复合杂合子，导致移码和提前终止（Leu360Ter）。这些突变在所有家族中都与疾病分离。这两种突变在 dbSNP 和 ExAC 数据库中均以较低频率被发现：ExAC 中 I155N 的频率为 0.000008，c.1076delC 的频率为 0.00002。对这些家族的单倍型分析表明了 I155N 的创始人效应，尽管在来自那不勒斯附近同一地理区域的 400 名对照个体中没有发现该变异。对患者成纤维细胞的蛋白质印迹分析显示，与对照相比，突变 TBCE 蛋白的数量显着减少，其中复合杂合突变患者的水平较低。对患者细胞的 RNA 分析显示，I155N 纯合患者的 RNA 水平正常，但复合杂合患者的 RNA 量减少，表明 1-bp 缺失导致无义介导的 mRNA 衰减。患者细胞的聚合 α-微管蛋白水平降低，微管动力学发生改变，成核减少，微管再聚合明显延迟；在再聚合的早期和晚期阶段，微管数量较少且严重紊乱，并且高尔基体的压缩性丧失。还存在有丝分裂形态异常，有丝分裂纺锤体异常和微管排列紊乱。斯费拉等人（2016） 得出结论，155N 等位基因是低等位基因。

.0005 进行性脑病，伴有肌萎缩和视神经萎缩
TBCE，1-BP DEL，1076C（rs750781063）

讨论 TBCE 基因中的 1-bp 缺失（c.1076delC, NM_001079515.2），导致移码和提前终止（Leu360Ter），这种情况在患有肌萎缩和视神经进行性脑病的患者中以复合杂合状态发现萎缩（PEAMO；617207），Sferra 等人（2016），参见 604934.0004