MAB21-样2； MAB21L2

MAB21, 线虫, 同源样 2

HGNC 批准的基因符号：MAB21L2

细胞遗传学位置：4q31.3 基因组坐标（GRCh38）：4:150,582,151-150,584,693（来自 NCBI）

▼ 克隆与表达

线虫mab21细胞命运规范基因参与雄性线虫尾部感觉器官的形成，并且对于线虫胚胎其他部位的其他发育功能至关重要。 MAB21L1（601280） 是线虫 mab21 基因的人类同源物，已被克隆并部分表征。马里亚尼等人（1999）克隆并鉴定了人MAB21L2基因以及鼠Mab21l1和Mab21l2基因，所有这些基因都是线虫mab21基因的同源物。这 2 个哺乳动物基因编码 359 个氨基酸的 41 kD 核碱性蛋白，在胚胎大脑、眼睛和四肢以及神经嵴衍生物中部分重叠的区域表达。基于表明 mab21 作为转化生长因子-β（TGFB1; 190180） 信号下游靶标的遗传数据，以及 Mab21 转录本在小鼠胚胎中的分布，Mariani 等人（1999）提出这些新基因是脊椎动物神经发育各个方面的相关因素。

Rainger 等人除了明场成像之外还使用光学投影断层扫描（2014） 在交配后 10.5 天检查了小鼠胚胎中 Mab21l2 的表达，并观察到发育中的神经视网膜的头侧和远端区域有强表达，而紧邻闭合视裂的区域没有表达。在发育中的前肢芽的背侧和腹侧、发育中的咽弓以及中脑中也观察到表达。

德米尔等人（2015） 使用原位杂交评估了斑马鱼中 mab21l2 的表达，并观察了受精后 18 小时（hpf） 的假定眼区和中脑中的表达。 24 hpf时，在视网膜、晶状体、脊髓、中脑和咽弓区域观察到mab21l2表达。在 48 至 72 hpf 内，可以在含有多能视网膜祖细胞的视网膜生发区、视网膜的内核和神经节细胞层、眼睛视裂周围以及中脑中检测到转录本、后脑、正在发育的鳍和鳃弓。

▼ 测绘

Mariani 等人通过 YAC 文库的 PCR 筛选和 FISH 进行筛选（1999） 将 MAB21L2 基因对应到染色体 4q31。通过回交 DNA 组的单倍型和连锁分析，他们将鼠 Mab21l2 基因定位到染色体 3，该区域显示与人类 4q31 同线性的同源性。

▼ 分子遗传学

Rainger 等人在 3 个孤立的外显子组测序项目中（2014） 在来自 5 个不相关家庭的 8 名患有双侧临床无眼症或小眼症和缺损伴或不伴根状体骨骼发育不良的家庭的 8 名患者中鉴定出 MAB21L2 基因中的 4 种不同的错义突变（MCSKS; 615877）。这些突变在每个家族中随疾病而分离，并且在公共数据库中没有发现，包括千人基因组计划和 NHLBI 外显子组变异服务器的数据库。其中4个家族的突变为杂合且位置较近，其中3个家族的R51（R51H，604357.0001；R51C，604357.0002）和1个家族的E49（E49K；604357.0003）；然而，近亲父母所生的 2 个兄弟是 R247Q 突变（604257.0004） 纯合子，而他们未受影响的父母都是杂合子。雷格等人（2014） 指出，单等位基因病例中有限的突变库强烈表明，除了简单的功能丧失之外，还有一种不寻常的遗传机制；他们进一步指出，两名携带纯合突变的患者受到的影响最轻。所有 4 个突变均导致野生型 MAB21L2 观察到的单链 RNA（ssRNA） 结合活性完全丧失，并且与野生型或 R247Q 突变体相比，3 个杂合突变显示出蛋白质的显着稳定性。在免疫印迹分析中，野生型 MAB21L2 的诱导始终导致磷酸-ERK1（MAPK3；601795）增加约 1.5 倍，并且通过 R51H 取代观察到类似的诱导水平；蛋白质稳定化和磷酸化 ERK1 诱导的结合表明单等位基因 MAB21L2 突变可能是激活突变。

Deml 等人在一个患有缺损、小角膜、白内障和骨骼发育不良的 3 代家庭中（2015） 鉴定了 MAB21L2 基因（R51G; 604357.0005） 中的错义突变的杂合性，该突变与疾病分离，并且在公共变异数据库中未发现。

▼ 动物模型

德米尔等人（2015） 生成了 mab21l2 基因移码截短突变的斑马鱼纯合子，并在 100% 受影响的胚胎中观察到晶状体小或缺失的小眼症，以及分别在 76% 和 56% 的受影响鱼中出现缺损和缩短的身体/弯曲的尾巴。该表型首先在 24 至 48 hpf 胚胎中显现出来，并逐渐恶化。框内 mab21l2 缺失的纯合斑马鱼在 72 hpf 时表现出异常表型，包括所有受影响胚胎中的严重眼部缺损和 42% 的角膜缺陷，而晶状体和眼睛大小似乎仅受到轻微影响。对移码突变纯合胚胎的组织学分析显示，晶状体有小的退化或缺失、视网膜紊乱和角膜不规则。对框内 mab21l2 缺失纯合胚胎的组织学分析显示严重的缺损、异常形成的视网膜和角膜、不连续的视网膜色素上皮（RPE） 以及一般正常的眼睛大小和晶状体外观。阿尔新蓝染色发现两组胚胎中的一些颅面缺陷，而胸鳍没有明显的畸形。德米尔等人（2015） 指出，移码突变的纯合性都是致命的，而框内缺失纯合性的胚胎中有 13% 存活到成年。对成鱼的检查显示出严重的眼部表型，其中一只眼睛无眼球，另一只眼睛小眼球。此外，眼部结构似乎高度混乱，眼前节扩大，角膜色素沉着。通过 TUNEL 分析对细胞凋亡进行分析，发现移码突变纯合胚胎发育中的视网膜和晶状体中 TUNEL 染色显着增加。在发育后期也观察到 TUNEL 染色的增加，并且在框内删除的纯合胚胎中存在较小程度的增加。

▼ 等位基因变异体（5 个精选示例）：

.0001 小眼症/畸形和骨骼发育不良综合征
MAB21L2、ARG51HIS

Rainger 等人在患有小眼畸形和缺损、伴有或不伴有根茎骨骼发育不良的 3 代大家族（家族 1463）中受影响的个体中（MCSKS14；615877）（2014） 鉴定了 MAB21L2 基因（g.151504333G-A; GRCh37） 中 c.152G-A 转变的杂合性，导致高度保守残基处的 arg51 到 his（R51H） 取代。该突变随家族中的疾病而分离，在 1000 个基因组计划或 NHLBI ESP 外显子组变异服务器数据库中，或在医学研究委员会人类遗传学部门约 2,200 个外显子组衍生的变异数据库中均未发现该突变。荧光分析表明，R51H 突变体的 ssRNA 结合活性完全丧失，并且突变蛋白在四环素诱导的 HEK293 细胞中表现出比野生型更高的稳定性。除了眼部畸形外，这位 13 岁的先证者还表现出骨骼变化，包括膝盖和臀部的双侧关节挛缩、股骨髁发育不全和扁平足，以及小腿肌肉萎缩和尿道下裂，而他的叔叔和一位表兄弟也携带 R51H 突变，但仅出现眼部异常。

.0002 小眼症/畸形和骨骼发育不良综合征
MAB21L2、ARG51CYS

Rainger 等人在一名 10 岁挪威女孩（家庭 676）和一名无亲属关系的 24 岁男子（家庭 4480）中发现，患有双侧临床无眼症、严重双侧根茎畸形和所有大关节挛缩（MCSKS；615877）（2014） 鉴定了 MAB21L2 基因（g.151504332G-A; GRCh37） 中从头 c.151C-T 转变的杂合性，导致高度保守残基处的 arg51 到 cys（R51C） 取代。在他们未受影响的父母中没有发现这种突变。荧光分析表明，R51C 突变体的 ssRNA 结合活性完全丧失，并且突变蛋白在四环素诱导的 HEK293 细胞中表现出比野生型更高的稳定性。女孩的其他发现还包括 7 岁时的大头畸形和性早熟，而男性的发现则包括股骨髁发育不全；两人都有中度智力障碍，女孩还表现出自闭症谱系障碍的特征。

.0003 小眼症/畸形和骨骼发育不良综合征
MAB21L2、GLU49LYS

Rainger 等人在一名患有双侧小眼球、缺损和小角膜以及轻微骨骼畸形（MCSKS; 615877） 的 39 岁男性（家族 131）中（2014） 鉴定了 MAB21L2 基因（g.151504326G-A; GRCh37） 中 c.145G-A 转变的杂合性，导致高度保守残基处的 glu49 到 lys（E49K） 取代。无法从该患者未受影响的已故母亲中获取 DNA，但在其未受影响的父亲或 1000 基因组计划、NHLBI 外显子组变异服务器或 UK10K 变异数据库中均未发现该突变。荧光分析表明，E49K 突变体的 ssRNA 结合活性完全丧失，并且突变蛋白在四环素诱导的 HEK293 细胞中表现出比野生型更高的稳定性。患者在11岁时视力相当好，之后两年失明。没有证据表明视网膜脱离；没有视网膜电生理学可用。其他特征包括髌骨反复脱位以及第 3、4 指和第 2、3 脚趾的软组织并指；他还有双侧隐睾。

.0004 小眼症/缺损和骨骼发育不良综合征，常染色体隐性遗传（1 个家族）
MAB21L2、ARG247GLN

Rainger 等人在患有双侧缺损的 2 名兄弟（家族 4468）中，其中 1 名还患有单侧小眼畸形（MCSKS；615877），他们是表亲父母所生（2014） 鉴定了 MAB21L2 基因（g.151504921G-A; GRCh37） 中 c.740G-A 转变的纯合性，导致高度保守残基处的 arg247 至 gln（R247Q） 取代。他们的未受影响的表亲父母视力正常，检查时没有证据显示无症状的结构性眼部畸形，他们的突变是杂合子，在 1000 基因组计划、NHLBI 外显子组变异服务器或动脉粥样硬化风险中未发现这种突变。社区研究数据库，或来自大约 2,500 人的内部外显子组变异数据库。荧光分析表明 R247Q 突变体的 ssRNA 结合活性完全丧失。两兄弟年龄分别为3岁和5，均表现出面部畸形，包括额头突出、眶周丰满、睫毛长、内眦赘皮、人中长且突出，并且均患有单侧斜视。弟弟的长骨也有轻微缩短，管状管减少，但哥哥没有表现出骨骼变化。

.0005 小眼症/畸形和骨骼发育不良综合征
MAB21L2、ARG51GLY

Deml 等人在患有缺损、小角膜、白内障和骨骼发育不良（MCSKS; 615877） 的 5 名受影响家庭成员中（2015） 鉴定了 MAB21L2 基因中 c.151C-G 颠换的杂合性，导致保守残基处的 arg51 至甘氨酸（R51G） 取代。该突变随家族中的疾病而分离，并且在外显子组变异服务器、dbSNP 或 1000 基因组计划数据库中未发现。先证者未受影响的母亲表现出较低的“G”水平。除了野生型“C”之外，峰值位于 c.151。测序表明该突变存在低水平嵌合现象。 HLEB3 细胞中的功能分析表明，R51G 突变体的存在水平约为野生型 MAB21L2 的 32%，并且蛋白质稳定性测定显示，在所有检查的时间点，与野生型蛋白质相比，突变体的数量减少得更快，这表明 R51G 突变体的数量减少了。 R51G突变体的稳定性。此外，野生型 MAB21L2 mRNA 对 mab21l2 移码突变纯合的斑马鱼胚胎中的眼部异常表现出有效的拯救作用（参见动物模型），而突变型 mRNA 则缺乏强有力的拯救作用（68% 与 14%）。没有观察到 R51G 突变等位基因的显性失活效应。