旋转畸形; RTTN

HGNC 批准的基因符号：RTTN

细胞遗传学位置：18q22.2 基因组坐标（GRCh38）：18:70,003,031-70,205,687（来自 NCBI）

▼ 说明

RTTN 是左右（L-R）规范和轴向旋转的早期发育过程所必需的，并且可能在脊索发育中发挥作用（Faisst et al., 2002）。

▼ 克隆与表达

Faisst等人通过对小鼠胚胎干细胞进行大规模基因陷阱筛选来鉴定L-R规范突变体，然后进行数据库分析、5-prime RACE以及筛选胚胎小鼠cDNA文库（2002）分离了小鼠 Rttn。推导的 1595 个氨基酸的小鼠 Rttn 蛋白的计算分子量为 178.2 kD，并包含 3 个预测的跨膜结构域。 Northern 印迹分析在小鼠胚胎中检测到 6.5 kb 的转录物。 Faisst 等人使用杂合 Rttn 突变体小鼠胚胎和野生型胚胎的整体原位杂交（2002）显示Rttn从胚胎第（E）7.5天开始一直表达到胚胎发育。到 E8.5，在端脑和中胚层（尤其是体节）和脊索中检测到 Rttn 表达。到 E9.5，Rttn 在体节中的表达持续存在，并在前肢芽、基底前脑、第一鳃弓中额外表达，但在发育中的心脏中不表达。费斯特等人（2002）在 E11.5 和 E12.5 检测到心脏原基中的 Rttn 表达，以及鳃弓中的表达增加。

赫拉德曼·KIAA等人（2012）发现 RTTN 与人成纤维细胞初级纤毛的基体共定位。成纤维细胞中 RTTN 的敲低导致具有多个基体的纤毛异常短，表明旋转蛋白参与正常纤毛结构的维持。体外研究表明 RTTN 参与神经元细胞中 BMP4（112262）信号传导的调节。在胚胎小鼠大脑中，旋转蛋白定位于上皮层和发育中小鼠皮层的边缘区，具有从后到前的梯度，类似于迁移的 Cajal-Retzius 神经元。

▼ 测绘

通过基因组序列分析，Faisst 等人（2002）将 Rttn 基因定位到小鼠染色体 18 的端粒附近，该基因与人类染色体 18q 同源。

Hartz（2012）根据 RTTN 序列（GenBank BC046222）与基因组序列（GRCh37）的比对，将 RTTN 基因对应到染色体 18q22.2。

▼ 分子遗传学

Kheradmand Kia 等人发现，土耳其近亲家庭的 3 名成员患有小头畸形、身材矮小和多小脑回症并伴有癫痫发作（MSSP; 614833），导致中度至重度智力低下（2012）鉴定出 RTTN 基因（610436.0001）中的纯合突变。通过自合性作图和候选基因测序来鉴定突变。一名患有类似疾病的无关患者携带不同的纯合突变（610436.0002）。多小脑回主要是迁移后皮质组织缺陷，与小鼠胚胎脑中旋转蛋白定位于边缘区一致。研究结果支持旋转蛋白参与这种皮质畸形的发病机制，并表明异常的睫状体功能导致人类皮质的异常发育和组织。

Shamseldin 等人在 3 个患有小头畸形、身材矮小和多小脑回症的不相关家庭的受影响成员中（2015）鉴定了 RTTN 基因（610436.0003-610436.0006）中的纯合或复合杂合突变。

Grandone 等人是一对兄弟姐妹，其父母是摩洛哥人，患有 MSSP（2016）在 RTTN 基因中发现了一个纯合错义突变（R985G; 610436.0007）。该突变是通过全外显子组测序发现并经桑格测序证实的，与该家族中的疾病分离，并且在 gnomAD 数据库中未发现。

Cavallin 等人发现一名患有 MSSP 的摩洛哥近亲父母所生男孩（2018）鉴定了 RTTN 基因中 R985G 突变的纯合性。该突变是通过基于三重奏的全外显子组测序发现的，并通过桑格测序证实，与家族中的疾病分离。

Wambach 等人在一名患有 MSSP 的男婴中，其父母是摩洛哥近亲所生（2018）鉴定了 RTTN 基因中的复合杂合突变：V64F（ExAC 数据库中不存在）和内含子变异（c.32-3C-T）（在 ExAC 数据库中以 0.0073 的频率存在）。父母均具有其中一种突变的杂合子。婴儿培养的成纤维细胞显示纤毛异常，初级纤毛的长度和数量减少。作者建议，初级纤毛长度和数量的功能特征可用于确定 RTTN 变异的致病性。

▼ 动物模型

费斯特等人（2002）发现纯合 Rttn 突变体胚胎从胚胎第（E） 9.5 天开始表现出随机心脏循环、延迟神经管闭合和轴旋转失败。突变胚胎在 E10.5 时表现出强烈的规律心跳。到E11.5，突变胚胎显示出心管的左侧而不是右侧环状，并且心脏发育在环状心脏阶段停止。 E11.5 之后未检测到突变胚胎，表明该阶段附近胚胎致死。通过整体原位杂交，纯合子 Rttn 突变体胚胎表现出神经基因 Pax6（607108）、Wnt1（164820）和 En1（131290）以及参与体细胞分化的基因 Pax3 的表达减少以及表达域改变。 606597）和 Dll1（606582）。费斯特等人（2002）认为神经形成延迟、区域化分化改变和体节形态发生改变都会导致轴旋转失败。通过整体原位杂交，Shh（600725）仅在脊索的尾半部显示表达，而涉及 L-R 规范的其他基因，如 Nodal（601265）、Lefty2（601877）和 Pitx2（601542）显示出双侧表达或与正常的不对称表达模式相比缺乏表达。 RT-PCR 分析检测到 Invs（243305）或 L-R 动力蛋白（DNAH11; 603339）的表达没有变化。

此前，查特吉等人（2007）从小鼠的 CD-1 菌株中分离出一种隐性致死突变，他们称之为“无转向”（nt），因为胚胎未能进行胚胎翻转。突变胚胎还表现出心管循环缺陷，在循环心管阶段心脏发育停滞，以及心包积液和血液淤积，表明心力衰竭。 nt突变体还表现出尾部截短、脊索退化以及侧板中胚层中Nodal和Lefty的双侧异常或缺失表达。查特吉等人（2007）确定 nt 是由染色体 18 中跨越 Rttn、Cd226（605397）、Dok6（611402）和部分 Txndc10（TMX3; 616102）的 1.6-Mb 缺失引起的。他们指出nt突变体的表型与Faisst等人报道的Rttn突变体的表型相同（2002），表明这很可能是由 Rttn 缺陷引起的。

▼ 等位基因变异体（7 个精选示例）：

.0001 小头畸形、身材矮小和伴有癫痫发作的多小脑回症
RTTN，LEU932PHE

Kheradmand Kia 等人发现，土耳其近亲家庭的 3 名成员患有小头畸形、身材矮小和多小脑回症并伴有癫痫发作（MSSP; 614833），导致中度至重度智力低下（2012）在 RTTN 基因的外显子 22 中发现了纯合 2796A-T 颠换，导致高度保守的残基处由 leu932 替换为 phe（L932F）。每个未受影响的父母都是杂合突变，而在 265 个对照个体中没有发现这种突变。突变体 L932F RTTN 正确定位于患者成纤维细胞的基体，但与对照相比，纤毛异常的比例较高，包括具有球状尖端的短纤毛。与对照成纤维细胞相比，患者成纤维细胞的基因表达谱显示，与大脑发育和/或已知在纤毛上受到调节的多个基因失调。此类基因包括 SHH（600725）、HHIP（606178）、WNT5A（164975）和 BMP4（112262）。

.0002 小头畸形、身材矮小和伴有癫痫发作的多小脑回症
RTTN，CYS27TYR

Kheradmand Kia 等人发现，一名来自佛得角的近亲父母所生的 16 岁男孩患有多小脑回伴癫痫发作（614833），导致严重智力低下（2012）在 RTTN 基因的外显子 2 中鉴定出纯合 80G-A 转换，导致第一个犰狳结构域中高度保守的残基处发生 cys27-to-tyr（C27Y）取代。患者成纤维细胞没有表现出明显的纤毛结构或数量异常。尽管如此，与对照成纤维细胞相比，患者成纤维细胞的基因表达谱显示，与大脑发育和/或已知在纤毛上受到调节的几个基因失调。此类基因包括 SHH（600725）、HHIP（606178）、WNT5A（164975）和 BMP4（112262）。

.0003 小头畸形、身材矮小和多小脑畸形
RTTN、IVS23DS、A-G、+8

Shamseldin 等人发现，也门血统近亲家庭的 3 名兄弟患有宫内生长迟缓、严重身材矮小、原发性小头畸形和严重智力障碍（MSSP; 614833）（2015）在 RTTN 基因的内含子 23 中发现了纯合突变（c.2885+8A-G, NM_173630.3），导致提前终止密码子（S963X）。通过自合性作图和全外显子组测序来鉴定突变。 RT-PCR 证实该突变产生了一个隐蔽的剪接供体位点，从而导致内含子的插入 7 bp 的保留。该突变在家族中随疾病分离，并且在 1000 个基因组计划和 ExAC 数据库以及 650 个内部种族匹配的外显子组中不存在。

.0004 小头畸形、身材矮小和多小脑畸形
RTTN，LYS1064GLN

Shamseldin 等人发现，一名来自沙特阿拉伯的男性患者患有宫内生长迟缓、严重身材矮小、原发性小头畸形和严重智力障碍（MSSP; 614833）（2015）鉴定出 RTTN 基因中的纯合 c.3190A-C 颠换（c.3190A-C，NM_173630.3），导致 lys1064 至 gln（L1064Q）取代。 Lys1064 在人类中是不变的（正如千人基因组计划和 ExAC 数据库以及内部外显子组所揭示的那样），通过计算机分析预测其具有高致病性，并且在斑马鱼中也是保守的。桑格测序证实了指标个体的突变为纯合性，其父母和两个健康姐妹的突变为杂合性。

.0005 小头畸形、身材矮小和多小脑畸形
RTTN、ALA578PRO

Shamseldin 等人在加拿大一个患有宫内生长迟缓和原发性小头畸形家庭的 2 个兄弟中（MSSP; 614833）（2015）鉴定了 RTTN 基因中的复合杂合突变：外显子 13 中的 c.1732G-C 颠换（c.1732G-C，NM_173630.3），导致 ala578 到 pro（A578P）的取代，以及 c外显子 43 中的 .5750A-G 转变，导致 asp1917 至甘氨酸（D1917G）取代。计算机预测这两种突变都具有致病性。

.0006 小头畸形、身材矮小和多小脑畸形
RTTN，ASP1917GLY

讨论 RTTN 基因中的 c.5750A-G 转变（c.5750A-G，NM_173630.3），导致 asp1917 到 gly（D1917G）取代，在 2 个兄弟的复合杂合状态中发现Shamseldin 等人提出的宫内生长迟缓和原发性小头畸形（MSSP; 614833）（2015），参见 610436.0005。

.0007 小头畸形、身材矮小和多小脑畸形
RTTN、ARG985GLY

Grandone 等人的一对兄妹，其父母都是摩洛哥人，患有小头畸形、身材矮小和多小脑回症（MSSP; 614833）（2016）在 RTTN 基因的外显子 23 的倒数第二个碱基上鉴定出纯合的 T 到 C 转换（chr18.6,780,1710T-C, GRCh37），导致 arg985 到甘氨酸（R985G）取代。该突变是通过全外显子组测序发现并经桑格测序证实的，与该家族中的疾病分离，并且在 gnomAD 数据库中未发现。格兰多内等人（2016）表明该突变还导致剪接异常，产生 2 种不同的 mRNA，一种跳过外显子 23，另一种跳过外显子 23 和 24，产生框外信使。