氯离子通道,肾,A; CLCNKA
CLCK1
HGNC 批准的基因符号:CLCNKA
细胞遗传学位置:1p36.13 基因组坐标(GRCh38):1:16,022,036-16,034,050(来自 NCBI)
▼ 说明
CLCNKA 基因是氯离子通道(ClC) 家族的一员,编码肾脏特异性氯离子通道,介导内髓质亨利袢升支薄壁(tAL) 的跨上皮氯离子转运(Matsumura et al., 1999) )。在逆流倍增系统的被动模型中,tAL 中 NaCl 的转运被认为是尿液浓度的一个组成部分。 ClC 家族的每个成员被认为具有 12 个跨膜结构域和细胞内 N 和 C 末端(Jentsch 和 Gunther,1997)。
▼ 克隆与表达
基弗勒等人(1994) 从大鼠肾脏和人类肾脏中克隆了 2 个密切相关的推定氯离子通道。他们将这些人类基因命名为 ClCK1 和 ClCK2(CLCNKB; 602023),每个基因都包含 687 个氨基酸,并且具有大约 90% 的同一性。
▼ 基因结构
西蒙等人(1997) 证明 CLCNKA 和 CLCNKB 基因的内含子-外显子组织是相同的,每个通道由 19 个外显子编码。总体而言,这些基因的外显子 DNA 序列一致性为 94%。这 2 个基因由同一条 DNA 链转录,其中 CLCNKA 为 CLCNKB 的 5-prime。这 2 个基因由 11 kb 的基因组 DNA 分隔。
▼ 测绘
斋藤大原等人(1996) 通过原位杂交将 CLCNKA 和 CLCNKB 基因定位到染色体 1p36。西蒙等人(1997) 证实 CLCNKA 和 CLCNKB 基因对应到 1 号染色体。
▼ 基因功能
埃斯特维兹等人(2001) 证明 barttin(BSND; 606412) 作为 CLCNKA 和 CLCNKB 氯离子通道的重要 β 亚基,与肾小管和内耳分泌钾上皮的基底外侧膜共定位。 CLCNKB 或 barttin 中的致病突变会损害通过异聚通道的电流。通过突变 barttin 上的脯氨酸-酪氨酸(PY) 基序可以进一步刺激电流。埃斯特维兹等人(2001) 得出的结论是,他们的工作描述了第一个已知的 CLC 氯离子通道 β 亚基,并揭示了由氯离子通道和 barttin 形成的异聚体对于肾盐重吸收和内耳钾再循环至关重要。
▼ 分子遗传学
Schlingmann 等人在一名患有肾性盐消耗和耳聋(Bartter 综合征 4B 型;613090)的儿童中,BSND 基因(606412) 没有突变(2004) 鉴定了 CLCNKB 基因的纯合缺失(602023.0008) 和 CLCNKA 基因中的纯合 trp80-to-cys 突变(W80C; 602024.0001)。由于 CLCNKA 和 CLCNKB 基因的这种联合损伤导致了一种模仿婴儿巴特综合征形式的表型,并伴有由 BSND 基因突变引起的感音神经性耳聋(巴特综合征 4A 型;602522),Schlingmann 等人(2004) 得出的结论是,该病例支持了 CLCK 型通道受 barttin 调节的观点,并为患有严重肾盐消耗和耳聋的患者提供了遗传异质性的有力证据。
野津等人(2008) 报道了一名 2 岁的日本女孩,她患有严重的 Bartter 综合征并伴有感音神经性耳聋,她的父母非近亲结婚。遗传分析显示,父系等位基因上的 CLCNKA(602024.0002) 和 CLCNKB(602023.0011) 基因存在 2 个杂合突变,母系等位基因上的 CLCNKA 和 CLCNKB 基因部分存在 12 kb 缺失。父母均未受到临床影响。研究结果表明该患者存在明显的双基因遗传,并证实 CLCNKA 和 CLCNKB 基因的所有 4 个等位基因功能丧失可导致 4B 型 Bartter 综合征。
▼ 动物模型
松村等人(1999) 提供了 CLCK1 参与尿液浓度的直接证据。为了分析 CLCK1 的体内生理功能,他们通过靶向基因破坏产生了缺乏 CLC-K1 的小鼠。 Clcnk1 -/- 小鼠外表正常,但产生的尿液比杂合或纯合正常小鼠多约 5 倍。禁水24小时后,纯合缺陷小鼠严重脱水、昏昏欲睡,体重下降约27%。腹腔注射 dDAVP(1-脱氨基-8D-精氨酸加压素)可使杂合子和纯合子正常小鼠的尿渗透压增加 3 倍,而纯合子缺陷小鼠的尿渗透压仅增加很小,表明患有肾性尿崩症。体外灌注 tAL 后,与纯合正常小鼠和杂合小鼠相比,在纯合缺陷小鼠中,管腔至浴槽氯化物梯度不产生扩散电位。这些结果证实CLCK1在尿液浓缩中发挥作用,并且髓质内的逆流系统参与高渗髓质间质的生成和维持。松村等人(1999) 表明,在缺乏加压素 V2 受体(AVPR2;300538) 和 AQP2 水通道(107777) 突变的情况下,CLCNKA 突变可能与肾性尿崩症相关。
▼ 等位基因变异体(2 个选定示例):
.0001 巴特综合症,4B 型
CLCNKA、CYS80TRP
Schlingmann 等人在一名患有肾性盐消耗和耳聋(Bartter 综合征 4B 型;613090)的儿童中,BSND 基因(606412) 没有突变(2004) 鉴定了 CLCNKB 基因(602023.0008) 的纯合缺失和 CLCNKA 基因外显子 3 中的纯合 G 到 C 颠换,导致 cys80 到 trp(C80W) 突变。患者为近亲早产,妊娠最后 6 周因严重羊水过多而导致妊娠复杂化。
.0002 巴特综合症,4B 型
CLCNKA、GLN260TER
Nozu 等人对一名患有严重 Bartter 综合征并伴有感音神经性耳聋的 2 岁日本女孩(613090) 进行了研究(2008) 鉴定了 CLCNKA 基因外显子 7 中的杂合 778C-T 转换,导致 gln260-to-ter(Q260X) 取代,以及 CLCNKB 基因(602023.0011) 中的杂合剪接位点突变,两者均遗传自父亲。母体等位基因有 12 kb 缺失,包括 CLCNKA 和 CLCNKB 的部分。父母均未受到临床影响。研究结果表明该患者存在明显的双基因遗传,并证实 CLCNKA 和 CLCNKB 基因的所有 4 个等位基因功能丧失可导致 4B 型 Bartter 综合征。