GLIS 家族锌指蛋白 3； GLIS3

GLI 类似蛋白 3
锌指蛋白 515； ZNF515

HGNC 批准的基因符号：GLIS3

细胞遗传学位置：9p24.2 基因组坐标（GRCh38）：9:3,824,127-4,490,465（来自 NCBI）

▼ 说明

GLIS3 属于 Kruppel 样锌指蛋白的 GLIS 亚家族，具有转录激活子和抑制子的功能（Kim et al., 2003）。

▼ 克隆与表达

Kim 等人通过在数据库中搜索 GLIS1 的同源物（2003）鉴定了小鼠和人类 GLIS3。推导的 774 个氨基酸的人类蛋白与小鼠蛋白具有 86.2% 的同一性，包含 5 个 C2H2 锌指结构域、间指 Kruppel 样序列、2 个富含脯氨酸的区域和一个二分核定位信号。 GLIS3 的锌指结构域与 GLIS1 和 GLIS2（608539）的锌指结构域分别具有 93% 和 59% 的同一性，与 GLI 蛋白（例如 GLI1；165220）的锌指结构域具有约 70% 的同一性。 Northern 印迹分析检测到肾脏中最丰富的 9 kb 转录物，而在所检查的大多数其他人体组织中含量较低。小鼠胚胎的整体原位杂交在胚胎第8.0天的早期头褶阶段检测到Glis3的表达，并且表达在胚胎第12.5天一直保留在神经组织中。在胚胎第 14.5 天，在肺、气管、肾脏和生殖器中检测到表达。从胚胎第 11.5 天到第 12.5 天，Glis3 在指间区域强烈表达。几种细胞系的共聚焦显微镜显示 GLIS3 的点状核表达，这依赖于包含核定位信号和第五锌指基序的 GLIS3 区域。

比克等人（2008）克隆了小鼠Glis3的剪接变体。与 Kim 等人报道的人类和小鼠 GLIS3 蛋白相比，推导的 935 个氨基酸蛋白具有 N 末端延伸（2003）。全长 Glis3 定位于几种不同细胞系的细胞核。

Kang 等人使用免疫荧光显微镜（2009）表明，小鼠Glis3定位于小鼠肾小管上皮细胞和培养的小鼠肾近曲小管细胞的细胞核和初级纤毛。在一些情况下，Glis3 似乎优先定位于初级纤毛的尖端。

▼ 基因结构

金等人（2003）确定 GLIS3 基因跨度超过 300 kb，包含 9 个外显子。外显子 2 至 4 编码锌指结构域。

▼ 测绘

通过基因组序列分析，Kim 等人（2003）将 GLIS3 基因对应到染色体 9p24.3-p23。他们将小鼠基因定位到染色体19C1。

▼ 基因功能

Kim 等人使用单杂交分析（2003）发现 GLIS3 可以作为转录激活剂和抑制剂发挥作用。缺失分析表明 N 和 C 末端对于 GLIS3 反式激活功能都很重要。

通过突变分析 Glis3，Beak 等人（2008）发现锌指 4，而不是假定的二分核定位序列，对 Glis3 核定位至关重要。他们还表明，Glis3 的 C 末端含有转录反式激活结构域。基于 PCR/EMSA 的位点选择表明共有的 Glis3 结合序列是（G/C）TGGGGGGT（A/C）。 Glis3 的任何 C2H2 型锌指基序中第一个半胱氨酸的突变废除了突变锌指的四面体构型，并消除了 Glis3 与共有 Glis3 结合序列的结合。

康等人（2009）鉴定了小鼠 Wwtr1（607392）是 Glis3 反式激活活性的关键共激活因子。免疫共沉淀、哺乳动物 2 杂交和蛋白质 Pull-down 测定表明 2 种蛋白质直接相互作用。 Wwtr1 的 WW 结构域识别 P/LPxY 基序，Kang 等人（2009）在 Glis3 蛋白中鉴定出 4 个假定的 P/LPxY 基序。缺失和突变分析表明，只有 Glis3 的 C 端基序（PPHY）具有功能，并且完整的 PPHY 基序是 Glis3 转录激活所必需的。 Glis3 和 Wwtr1 之间的相互作用导致 Wwtr1 从细胞质重新分布到共转染的 COS-1 细胞的细胞核。

▼ 分子遗传学

塔哈等人（2003）描述了一个沙特阿拉伯的近亲家庭，其中 4 名同胞中有 2 名患有永久性新生儿糖尿病，并伴有宫内生长迟缓、先天性甲状腺功能减退、面部异常、先天性青光眼、肝纤维化和多囊肾（NDH 综合征；610199）。塞尼等人（2006）研究了这个家庭和另外 2 个患有 NDH 综合征的近亲家庭。他们对原始沙特阿拉伯家族进行了全基因组连锁扫描，并将表型对应到 9p。在第二和第三个家族中，他们发现了两个不同的缺失。第二个家族中受影响的个体携带纯合的 426 kb 缺失，其中包含编码 SLC1A1（133550）的基因和 GLIS3 基因的 5 素非翻译区（UTR）的一部分。第三个家族中受影响的个体携带纯合的 149-kb 缺失，仅与 GLIS3 的 5-prime UTR 的一部分重叠。两个缺失共有的区域将 134 kb 5-prime 对应到 GLIS3 的已知起始密码子。在最初的沙特阿拉伯家族中，发现了一个纯合插入 2067insC（610192.0001），导致移码和截短的蛋白质，从而改变了 C 端富含脯氨酸的结构域。原始家族中未发现SLC1A1基因突变，简称NDH1。

Dimitri 等人在患有新生儿糖尿病、肝炎和先天性甲状腺功能减退症的孟加拉国女孩和威尔士男孩中（2011）鉴定了女孩中涉及 GLIS3 基因外显子 1-2 的 412-kb 缺失（chr9:4,182,610-4,594,192，NCBI36/hg18）和男孩中涉及 GLIS3 外显子 1-4 的 482-kb 缺失的纯合性（ chr9：4,092,663-4,575,167，NCBI36/hg18）。他们的父母对于各自的缺失都是杂合的。两次缺失均包含 SLC1A1 基因；作者指出，SLC1A1 基因的缺失不会对人类造成任何可检测到的病理后果。

迪米特里等人（2015）对 10 名不相关的 NDH 患者的 GLIS3 基因进行了测序，并鉴定了大多数患者多外显子缺失的纯合性，而且还检测了 2 名患者中错义突变的纯合性（C536W, 610192.0002; H561Y, 610192.0003）和 1 bp 缺失的纯合性1 名患者（610192.0004）。此外，1 名表型较轻且不包括先天性甲状腺功能减退症的患者为错义突变（R589W）和 GLIS3 全基因缺失的复合杂合子；作者认为 R589W 可能代表具有残余功能的亚态变化。

▼ 动物模型

康等人（2009）开发了表达突变体 Glis3 的小鼠品系，其中关键的锌指 5 被删除。他们发现，纯合突变体（Glis3 zf/zf）胚胎（而非 Glis3 zf/+ 胚胎）在胚胎第 15.5 天发育出多囊肾，并且囊肿随着年龄的增长而增大。 Glis3 zf/zf 小鼠还表现出胰管扩张，并由于胰腺 β 细胞不足而患上新生儿糖尿病。 Glis3功能障碍并不能阻止初级纤毛的形成，但肾囊肿中的许多细胞缺乏初级纤毛。 Glis3 zf/zf 肾小管上皮细胞和 Glis3 敲低肾小管细胞显示增殖增加和细胞-细胞连接蛋白定位改变。表达谱显示 Dctn5（612962）和 Pkd1（601313）的表达在 Glis3 zf/zf 和 Glis3 敲除细胞中下调。

▼ 等位基因变异体（4 个选定示例）：

.0001 新生儿糖尿病，伴有先天性甲状腺功能减退症
GLIS3，1-BP 惯导系统，2067C

Taha 等人报道，在沙特阿拉伯的一个近亲家庭中，其儿童患有新生儿糖尿病和先天性甲状腺功能减退症（NDH; 610199）（2003），Senee 等人（2006）描述了 GLIS3 基因中的纯合 1-bp 插入 2067insC，预计会导致移码和截短的蛋白质（625fs703Ter），从而改变 C 末端富含脯氨酸的结构域。

.0002 新生儿糖尿病，伴有先天性甲状腺功能减退症
GLIS3、CYS536TRP

Dimitri 等人对一名患有新生儿糖尿病和先天性甲状腺功能减退症（NDH; 610199）的 6.8 岁阿拉伯男孩（患者 5）进行了研究（2015）鉴定了 GLIS3 基因外显子 4 中 c.1608C-G 颠换（c.1608C-G，NM_001042413）的纯合性，导致 DNA 内高度保守的残基处发生 cys536 至 trp（C536W）取代结合域。患者没有肝脏、肾脏或外分泌胰腺疾病，也没有表现出面部畸形。然而，他表现出发育迟缓，据报道还存在骨骼异常，右侧第六和第七肋骨突出，但骨骼生化正常。

.0003 新生儿糖尿病，伴有先天性甲状腺功能减退症
GLIS3、HIS561TYR

Dimitri 等人对一名患有新生儿糖尿病和先天性甲状腺功能减退症（NDH; 610199）的 4.5 岁库尔德男孩（患者 10）进行了研究（2015）鉴定了 GLIS3 基因外显子 4 中 c.1681C-T 转换（c.1681C-T, NM_001042413）的纯合性，导致 DNA 内高度保守的残基处发生 his561 到 tyr（H561Y）取代结合域。该患者的其他特征包括面部畸形、先天性青光眼、肝纤维化、动脉导管未闭和孤立性肾囊肿。

.0004 新生儿糖尿病，伴有先天性甲状腺功能减退症
GLIS3、1-BP DEL、932G

Dimitri 等人对一名患有新生儿糖尿病和先天性甲状腺功能减退症（NDH; 610199）的 2.5 岁巴基斯坦女孩（患者 8）进行了研究（2015）鉴定出 GLIS3 基因外显子 4 中 1 bp 缺失（c.932delG, NM_001042413）的纯合性，导致 DNA 结合域内发生移码（Gly311Alafs）。该患者的其他特征包括肾囊性发育不良和骨质减少，以及单侧感音神经性耳聋。