细胞粘附分子相关/被癌基因下调； CDON

CDO

HGNC 批准的基因符号：CDON

细胞遗传学位置：11q24.2 基因组坐标（GRCh38）：11:125,956,821-126,063,352（来自 NCBI）

▼ 说明

CDON 和 BOC（608708） 是参与肌原性分化的免疫球蛋白（Ig）/纤连蛋白 III 型（FNIII；参见 135600） 重复家族的细胞表面受体。 CDON和BOC在发育过程中共表达，以顺式方式彼此形成复合物，并且在其胞外域中彼此相关，但各自具有独特的长胞质尾（Kang等人（2002，2003））。

▼ 克隆与表达

通过差异杂交筛选大鼠细胞系，Kang 等人（1997）分离出编码Cdon的cDNA，他们将其称为Cdo。该大鼠蛋白由 1,242 个氨基酸组成，具有 24 个残基信号序列、5 个 Ig V 样重复序列、3 个 FNIII 样重复序列、一个 25 个残基的跨膜区和一个包含 256 个氨基酸的胞质区，其中含有富含前体的氨基酸序列。拉紧。 Cdon 在胞外区也有 10 个潜在的 N 连接糖基化位点，第五个 Ig 重复序列可能是选择性剪接的。通过使用大鼠 Cdon 筛选胎儿脑和胎儿肺 cDNA 文库，Kang 等人（1997） 克隆人类 CDON。 1,225 个氨基酸的人类蛋白和大鼠蛋白在其胞外区域和高度相关的胞内区域具有相同的结构域结构。 Ig 和 FNIII 样结构域的共有序列是保守的，10 个 N-糖基化位点也是如此。除了克隆的人 cDNA 中缺少信号序列外，人 CDON 与大鼠 Cdon 具有 81% 的总体氨基酸同一性。 Northern 印迹分析检测到成年大鼠组织和人类细胞系中 8.5 kb 转录物的可变表达。蛋白质印迹分析显示大鼠细胞系中表达了大约 190 kD 的糖蛋白。

▼ 测绘

通过辐射混合分析，Kang 等人（1997） 将 CDON 基因定位到染色体 11q23-q24，该区域在乳腺癌、卵巢癌和肺癌中经常表现出杂合性缺失。

Gross（2011） 根据 CDON 序列（GenBank BC098583） 与基因组序列（GRCh37） 的比对，将 CDON 基因对应到染色体 11q24.2。

▼ 基因功能

通过生化和形态学分析，Kang 等人（2002）表明BOC或CDON的过度表达导致成肌细胞的早熟分化。免疫沉淀分析表明，CDON 和 BOC 通过各自的细胞外和细胞内结构域之间的关联（可能是通过直接相互作用）以顺式方式形成复合物。与 CDON 相比，BOC 的胞内区域对于其正向调节分化的能力并不是必需的。康等人（2002） 得出结论，BOC 的活性依赖于 CDON，并且 CDON-BOC 复合物的功能是调节肌原性分化。

韦戈泽夫斯卡等人（2003） 表明，人横纹肌肉瘤细胞系中 CDO 或 BOC 的稳定过表达导致肌细胞分化的 2 个标记物、肌钙蛋白 T（TNNT1；191041）和肌球蛋白重链（参见 160730）的表达增强，并导致细长的肌球蛋白重链阳性肌管。韦戈泽夫斯卡等人（2003）提出CDO和BOC在骨骼肌谱系中细胞分化和转化之间的反比关系中发挥作用。

康等人（2003） 通过免疫共沉淀、免疫印迹和共聚焦显微镜分析表明，CDO 和 BOC 在细胞与细胞接触的位点与促肌钙粘蛋白（例如 N-钙粘蛋白（116806））形成复合物。胞外域 CDO 和 BOC 融合蛋白与 N-钙粘蛋白的胞外域相互作用。免疫沉淀分析还显示了各个细胞内区域的相互作用，表明蛋白质的结合以顺式方式发生。生化和显微镜分析表明，表达缺少第一个 FNIII 重复的 CDO 的细胞无法与 N-钙粘蛋白结合，并干扰体外的肌原性分化。

在脊髓中，声刺猬（SHH；600725）由底板分泌，以控制沿背腹轴的不同类别的腹侧神经元的生成。遗传和体外研究表明，SHH 后来也充当连合轴突的中线衍生化学引诱剂。冈田等人（2006） 表明 Robo（参见 602430）相关蛋白 BOC 和 CDON 特异性结合 SHH，因此是 SHH 作为轴突引导配体的候选受体。

艾伦等人（2007） 表明 Gas1（139185） 和 Cdo 在小鼠神经管模式形成以及颅面和脊椎发育过程中合作促进 Shh 信号传导。

CDON 通过 CDON 胞外域中的 Fn1 和 Fn2 重复序列与 PTCH1 结合。在免疫沉淀研究中，Bae 等人（2011） 发现 CDON 通过其 Fn2 结构域与 GAS1 结合，通过其 Fn2 与 BOC 结合，并在较小程度上通过其 Fn3 结构域结合，并通过所有 3 个结构域与自身结合。 Fn3 是结合 SHH 所必需的，也是 CDON 活性所必需的。去除 Fn1 使 CDON 促进 SHH 依赖性诱导 Gli1 和 Ptch1 的能力降低不到 50%，而去除 Fn2 则使活性降低 70%，去除 Fn1 和 Fn2 则使活性降低 85%。研究结果表明，SHH 信号通路需要多种受体和辅助受体才能正常发挥作用。

桑德斯等人（2013） 发现，在发育中的鸡肢芽的间充质细胞中，SHH 以颗粒的形式产生，该颗粒通过跨越多个细胞直径的长细胞质延伸与细胞保持联系。他们还发现，在 SHH 反应细胞中，SHH 辅助受体的特定子集（包括 CDON 和 BOC）主动定位并基本上共定位于丝状足延伸内远离细胞体的特定微域中。含有SHH配体的丝状伪足和含有共受体的丝状伪足之间在长范围内形成稳定的相互作用。桑德斯等人（2013） 得出的结论是，由专门的丝状伪足遗传的接触介导的释放有助于 SHH 的远距离传递。

▼ 生化特征

果蝇 Ihog 与其哺乳动物同源物 Cdo 一样，含有多个免疫球蛋白和纤连蛋白 III 型（FNIII） 重复序列，第一个 FNIII 重复序列以肝素依赖性方式结合 Hedgehog（HhN） 的氨基末端信号结构域。 Pull-down 实验表明，哺乳动物 Sonic hedgehog 氨基末端结构域（ShhN） 与 Cdo 的非直系同源 FNIII 重复序列结合。麦克莱伦等人（2008）报道了ShhN和CDO的第三个FNIII重复序列之间的复合物的生物化学、生物物理和X射线结构研究。他们表明，ShhN-CDO 相互作用完全不同于 HhN-Ihog 反应，并且需要钙，钙结合在 ShhN 上以前未检测到的位点。该位点在几乎所有 Hedgehog 蛋白中都是保守的，并且是介导 ShhN 与 CDO、PTC（601309）、HIP（606178） 和 GAS1 之间相互作用的热点。导致前脑无裂畸形和 A1 型短指畸形（112500） 的脊椎动物 Hedgehog 蛋白突变对应到该钙结合位点，并破坏与这些伙伴的相互作用。

▼ 分子遗传学

Bae 等人在 4 名患有前脑无裂畸形谱系疾病（HPE11; 614226） 的无关个体中（2011） 在 CDON 基因（608707.0001-608707.0004） 中鉴定出 4 种不同的推定致病性杂合突变。其中一名患者患有确诊的新发突变。这些患者是从 282 名接受筛查的患者中筛选出来的。对大鼠 cDNA 中等效突变的细胞表达和免疫沉淀研究表明，这些突变不会干扰 CDON-SHH 结合，但会通过干扰 CDON 与 CDON 相互作用的能力来降低 CDON 支持 SHH 依赖性信号传导的能力。 SHH 受体 PTCH1 和 GAS1。研究结果表明，CDON 必须与细胞表面的 SHH 配体和其他 SHH 受体成分结合才能发生适当的信号传导，并且这些相互作用的破坏可能导致 HPE。

▼ 动物模型

Cole 和 Krauss（2003） 培育出缺乏 Cdon 的小鼠，其中 60% 在产后第 21 天断奶后未能存活。超过一半的死亡是矮小的小鼠。 Cdon -/- 小鼠表现出与前脑无裂畸形（HPE; 236100） 微形态相关的标志性面部缺陷，例如前上颌骨融合、基蝶骨异常、上颌中切牙缺失或孤立、人中发育不全、发育不良或鼻中隔软骨缺失，并且缺乏初级腭。在缺乏 Shh（600725） 的小鼠中观察到的严重 HPE 缺陷在 Cdon -/- 小鼠中没有观察到。 Cdon -/- 小鼠的中轴和附肢骨骼以及脊髓未受影响。

科尔等人（2004） 发现缺乏 Cdo 的小鼠表现出骨骼肌发育迟缓，并且来自这些小鼠的卫星细胞在体外表现出分化缺陷。他们确定 Cdo 是 MyoD（159970） 靶标，可通过增强异二聚体形成来激活生肌碱性螺旋-环-螺旋因子，最有可能是通过诱导 E 蛋白（如 E2A（TCF3；147141））过度磷酸化。

与 Cdo -/- 小鼠中 HPE 缺陷的发现一致，Zhang 等人（2006） 发现在 Cdo -/- 小鼠发育中的前脑中，Shh 靶基因的表达降低，并且 Cdo 在体外正向调节 Shh 信号传导。参与 Shh 信号传导的 Cdo 结构域与促进肌生成所需的结构域不同。

▼ 等位基因变异体（4 个选定示例）：

.0001 前脑无裂 11
CDON、PRO689ALA

Bae 等人在一名前脑无裂畸形 11（HPE11; 614226） 患者中（2011） 鉴定了 CDON 基因中的杂合 2065C-G 颠换，导致 pro689 到 ala（P689A） 的取代。患者胼胝体发育不全、眼距低下、生长激素缺乏、整体发育迟缓、眉毛粗且有眉毛。大鼠 cDNA 中等效突变的细胞表达未能支持 SHH（600725） 受体 Ptch1（601309） 和 Gli1（165220） 的诱导，表明突变型 Cdon 蛋白在配体启动途径活性方面存在缺陷。即使在过度表达期间，突变蛋白也保留很少的残余活性。 COS-7 细胞中的细胞表面结合测定表明，突变型 Cdon 蛋白可以结合 SHH，但不与 Ptch1、Boc（608708） 或 Gas1（139185） 结合。

.0002 前脑无裂 11
CDON、VAL780GLU

Bae 等人在一名前脑无裂畸形 11（HPE11; 614226） 患者中（2011） 鉴定了 CDON 基因中的杂合 2339T-A 颠换，导致 val780-to-glu（V780E） 取代。大鼠 cDNA 中等效突变的细胞表达未能支持 SHH（600725） 受体 Ptch1（601309） 和 Gli1（165220） 的诱导，表明突变型 Cdon 蛋白在配体启动途径活性方面存在缺陷。突变蛋白在过表达期间保留了一些残余活性。 COS-7细胞中的细胞表面结合分析表明，突变的Cdon蛋白可以结合SHH，但不结合Ptch1。与野生型相比，突变蛋白的半衰期缩短，免疫沉淀研究表明它可能改变了构象，导致不稳定。

.0003 前脑无裂 11
CDON、THR790ALA

Bae 等人在一名前脑无裂畸形 11（HPE11; 614226） 患者中（2011） 鉴定了 CDON 基因中的杂合从头 2368A-G 转变，导致 thr790 到 ala（T790A） 取代。患者存在胼胝体发育不全、肺叶 HPE、眼距低下、唇裂/腭裂和垂体缺如；还注意到多脾症。大鼠 cDNA 中等效突变的细胞表达未能支持 SHH（600725） 受体 Ptch1（601309） 和 Gli1（165220） 的诱导，表明突变型 Cdon 蛋白在配体启动途径活性方面存在缺陷。突变蛋白在过表达期间保留了一些残余活性。 COS-7 细胞中的细胞表面结合测定表明，突变型 Cdon 蛋白可以结合 SHH，但不与 Gas1 结合（139185）。

.0004 前脑无裂 11
CDON、SER940ARG

Bae 等人在一名 alobar 前脑无裂畸形 11（HPE11; 614226） 患者中（2011） 鉴定了 CDON 基因中的杂合 2818A-C 颠换，导致 ser940 到 arg（S940R） 的取代。大鼠 cDNA 中等效突变的细胞表达未能支持 SHH（600725） 受体 Ptch1（601309） 和 Gli1（165220） 的诱导，表明突变型 Cdon 蛋白在配体启动途径活性方面存在缺陷。突变蛋白在过表达期间保留了一些残余活性。 COS-7 细胞中的细胞表面结合测定表明，突变型 Cdon 蛋白可以结合 SHH，但不与 Ptch1 或 Gas1 结合（139185）。与野生型相比，突变蛋白的半衰期缩短，免疫沉淀研究表明它可能改变了构象，导致不稳定。