无义介导的 mRNA 衰减的 UPF3B 调节剂； UPF3B

UPF3、酵母、B 的同源物
无意义转录的监管者 3B； RENT3B
UPF3X

HGNC 批准的基因符号：UPF3B

细胞遗传学位置：Xq24 基因组坐标（GRCh38）：X:119,805,311-119,852,963（来自 NCBI）

▼ 说明

无义介导的衰变（NMD）是一种通过转录或剪接错误、突变基因或受 NMD 生理调节的基因产生的过早终止密码子来降解转录本的机制。 UPF3A（605530）和 UPF3B 是外显子连接复合体的组成部分，可促进 NMD 并调节光电效率（Kunz 等人总结，2006）。

▼ 克隆与表达

Lykke-Andersen 等人通过搜索序列数据库寻找酵母 Upf2 和 Upf3 基因的同源物，然后进行 RT-PCR（2000）分离出编码 3 种人类蛋白质的 cDNA，他们将其命名为 UPF2（605529）、UPF3A 和 UPF3B。预测的 UPF2、UPF3A 和 UPF3B 蛋白分别含有 1,272、476 和 470 个氨基酸。

Serin 等人使用比较基因组学和 RACE（2001）分离出编码 UPF3A 的 cDNA，他们将其称为 UPF3，以及 UPF3B，他们将其称为 UPF3X。 UPF3B 编码一个 483 个氨基酸的蛋白质和一个缺乏外显子 8 的 470 个氨基酸的剪接变体。Northern 印迹分析显示 HeLa 细胞中表达 2.4 kb UPF3B 转录物。 RT-PCR 在所有检查的组织中检测到不同的 UPF3B 表达，其中睾丸和胎儿大脑中的表达最高。表位标记的 UPF3B 在转染的 HeLa 细胞的细胞核中表达。

▼ 基因功能

Serin 等人使用突变和蛋白质印迹分析（2001）表明 UPF2 的中央到 C 末端部分与 UPF3B 的 N 末端核输出信号相互作用。

Lykke-Andersen 等人（2000）发现 UPF2、UPF3A 和 UPF3B 在 HeLa 细胞提取物中与 UPF1（RENT1; 601430）复合。在完整细胞中，UPF3A和UPF3B被发现是核质穿梭蛋白，而UPF2是核周蛋白，UPF1是细胞质蛋白。 UPF3A 和 UPF3B 在体内选择性地与剪接的 β-珠蛋白（141900） mRNA 相关，任何 UPF 蛋白与 β-珠蛋白 mRNA 的 3-prime 非翻译区的束缚都会引发 NMD。这些数据表明，动态人类 UPF 复合物的组装在 mRNA 外显子-外显子连接处的细胞核中起始，并在下游终止位点被识别时触发细胞质中的 NMD。

通过核质部分的免疫沉淀和免疫印迹分析，Kim 等人（2001）表明 UPF3A 和 UPF3B 以 RNase 抗性方式与 Y14（RBM8A; 605313）以及 mRNA 输出因子 ALY（604171）和 TAP（NXF1; 602647）在 mRNA-蛋白质复合物中相关。 UPF3 蛋白似乎紧邻外显子-外显子连接的上游结合。金等人（2001）得出结论，UPF3 蛋白通过招募 mRNA 输出蛋白来促进剪接 mRNA 的输出。他们提出 UPF3 在 NMD 中发挥作用，并与 mRNA 一起移动到细胞质，其中一个领先的翻译核糖体取代了 mRNA 中的 UPF3-Y14 复合物。

Kunz 等人使用报告基因测定来量化 mRNA 针对 NMD 的稳定性（2006）表明UPF3B引起NMD，而UPF3A、UPF3AL和UPF3AS的两种亚型仅具有微弱的NMD活性。突变分析表明 UPF3A 和 UPF3B 的 C 末端主要负责 NMD 活性。 UPF3B 的 NMD 活性升高是由于 arg419 的存在，而 UPF3A 中缺乏 arg419。免疫沉淀分析显示，NMD 活性还需要 UPF3AL、UPF3AS 或 UPF3B 与 Magoh（602603）相互作用，但不需要与 UPF2 相互作用。所有表现出至少部分 NMD 活性的 UPF3 亚型均与 Magoh 以及 EIF4AIII（EIF4A3; 608546）和 BTZ（CASCS; 606504）共沉淀。 UPF3AS、UPF3AL 以及更有效的 UPF3B 也刺激报告基因 mRNA 的转录，并且这种刺激孤立于它们的 C 末端结构域或与 Magoh、EIF4AIII 或 BTZ 的相互作用。删除 N 端 RRM 结构域（包括 UPF2 相互作用位点）可显着降低 UPF3B 的转录活性。

Chan 等人在来自 3 名 X 连锁智力障碍（MRXS14; 300676）和 UPF3B 基因突变（例如 300298.0001）个体的淋巴母细胞中，导致无法检测到全长 UPF3B 蛋白（2009）观察到 UPF3AL 蛋白上调，但 UPF3AL mRNA 没有上调。 Chan 等人使用 HeLa 和小鼠 LM-TK 细胞进行过表达和敲低研究（2009）发现 UPF3AL 和 UPF3B 竞争与 UPF2 的结合，其中 UPF3B 对 UPF2 显示出更高的结合亲和力。在没有 UPF3B 的情况下，UPF2 结合并稳定 UPF3AL，防止蛋白水解降解。微阵列分析鉴定出 44 个转录物，其中大多数表现出 NMD 诱导特征，这些转录物在 UPF3A 和 UPF3B 的消耗中显着上调，但在单独消耗 UPF3A 或 UPF3B 时则没有反应，这表明功能冗余。

Leoyklang 等人利用染色质免疫沉淀和荧光素酶表达研究（2013）证明转录调节因子 SATB2（608148）与 UPF3B 启动子结合并激活 UPF3B 基因转录。莱伊克朗等人（2013）选择研究这种相互作用是因为 SATB2 基因突变的患者（参见 Glass 综合征；612313）与 UPF3B 基因突变的患者具有重叠的特征。

▼ 基因结构

通过对 PAC 克隆的分析，Serin 等人（2001）确定 UPF3B 基因包含 11 个外显子，跨度为 18.9 kb。

▼ 测绘

Scott（2001）根据 UPF3B 序列（GenBank AY013251）、X 克隆（GenBank AC002477）和基因组重叠群（GenBank NT_025333）之间的序列相似性，将 UPF3B 基因对应到 Xq25-q26。

▼ 分子遗传学

Tarpey 等人在 4 个患有 X 连锁综合征型智力发育障碍 14（MRXS14；300676）的不相关家庭的受影响成员中（2007）鉴定了 UPF3B 基因的半合子突变（300298.0001-300298.0004）。表型各不相同，但通常包括轻度至重度智力低下、自闭症特征、身材苗条、肌肉组织较差、长脸、高弓腭和胸肌畸形。

塔佩等人（2009）对 208 个 X 连锁智力低下家族的 X 染色体编码外显子进行了测序。他们在 UPF3B 中发现了 3 个孤立的非重复性截短突变，这些突变与表型完全分离。除了 X 连锁智力障碍外，受影响的家庭成员还患有 Opitz-Kaveggia（305450）和 Lujan-Fryns（309520）综合征。

Xu等人通过对一个患有非综合征性X连锁智力低下的中国家庭进行外显子组测序，（2013）鉴定出 UPF3B 基因中的半合子突变（R430X; 300298.0003）。

▼ 等位基因变异体（4 个选定示例）：

.0001 X 连锁智力发育障碍 14 综合征
UPF3B、4-BP DEL、674GAAA

Tarpey 等人在 2 名患有 X 连锁综合征型智力发育障碍 14（MRXS14; 300676）的兄弟中（2007）在 UPF3B 基因的外显子 7 中发现了一个半合子 4-bp 缺失（674delGAAA），导致移码和蛋白质过早终止。该家庭最初是由格雷厄姆等人报道的（1998）患有 Opitz-Kaveggia 综合征（305450）。临床特征包括大头畸形、长而瘦的脸、寡妇峰、上斜的睑裂、长手指、宽拇指以及与胼胝体发育不全相关的严重智力低下。进一步的研究表明，无义介导的突变 mRNA 衰减仅部分受到损害。

.0002 X 连锁智力发育障碍 14 综合征
UPF3B、2-BP DEL、867AG

Tarpey 等人在 2 名患有 X 连锁综合征型智力发育障碍 14（MRXS14；300676）的澳大利亚兄弟中（2007）在 UPF3B 基因的外显子 9 中发现了一个半合子 2-bp 缺失（867delAG），导致移码和蛋白质过早终止。尽管患者最初被诊断患有Lujan-Fryns综合征（309520），但审查显示未受影响的家庭成员也很高。患者智力严重低下，脸长瘦，腭高弓，胸窄，肌肉发育不良。一名患者表现出精神病行为。进一步的研究表明，无义介导的突变 mRNA 衰减仅部分受到损害。

.0003 X 连锁智力发育障碍 14 综合征
UPF3B、ARG430TER

Tarpey 等人在患有 X 连锁综合征性智力发育障碍（MRXS14; 300676）的 4 代家庭的受影响成员中（2007）在 UPF3B 基因的外显子 10 中发现了一个半合子 1288C-T 转变，导致 arg430 到 ter（R430X）的取代。该家庭最初被诊断患有 Lujan-Fryns 综合征（309520）。受影响的男性有严重的智力低下、脸和身体习惯又长又瘦、上颚高拱、行为刻板。

Xu等人通过对一个患有非综合征性X连锁智力低下的中国家庭进行外显子组测序，（2013）在 UPF3B 基因中发现了一个半合子 R430X 突变。该突变通过桑格测序验证并与疾病分离。对 3 个携带者母亲的 X 染色体失活研究表明，分别只有 18%、17% 和 13% 的淋巴细胞表达突变等位基因。对患者细胞的 PCR 分析显示，患者体内突变 mRNA 的水平降低，表明其经历了无义介导的 mRNA 衰减。与对照组相比，患者细胞显示出更高的 GADD45B 基因（604948）表达，该基因是经典无义介导的衰变途径的一个组成部分，表明 UPF3B 突变导致该途径失调。

.0004 X 连锁智力发育障碍 14 综合征
UPF3B、TYR160ASP

Tarpey 等人在患有 X 连锁综合征性智力发育障碍（MRXS14; 300676）的家庭受影响成员中（2007）鉴定了 UPF3B 基因外显子 5 中的半合子 478T-G 颠换，导致 tyr160 到 asp（Y160D）取代。其中一名患者被诊断患有“高功能自闭症”。其他受影响的家庭成员都长着一张脸，智力低下。