XPA，DNA损伤识别和修复因子； XPA

XPA 基因
XPA 互补基因； XPAC

HGNC 批准的基因符号：XPA

细胞遗传学位置：9q22.33 基因组坐标（GRCh38）：9:97,654,398-97,697,340（来自 NCBI）

▼ 说明

XPA 基因编码参与 DNA 切除修复的蛋白质（Tanaka 等人，1990）。

▼ 克隆与表达

田中等人（1989, 1990） 克隆了一个小鼠基因，该基因恢复了着色性干皮病互补 A 组患者的 2 个细胞系的紫外线抗性（XPA; 278700）。与其他 XP 组相比，没有观察到任何校正。田中等人（1989） 得出的结论是，他们已经成功克隆了 XPA 突变基因的小鼠同源物。

田中等人（1990）克隆了对应于人类XPA基因的cDNA。推导的 273 个氨基酸蛋白质的计算分子量为 31 kD。人类蛋白质与小鼠蛋白质有 95% 相似，并且包含多个 α 螺旋和一个锌指基序，与 DNA 结合蛋白一致。在正常人细胞中检测到两种 mRNA，1.3-1.4 kb 和 1.0-1.1 kb。序列分析鉴定出一种截短的XPA蛋白，该蛋白可以从位于176位的ATG翻译而来，该蛋白保留了足够的功能来部分修复XPA细胞中的DNA修复缺陷。还鉴定了 1.0-1.1-kb 的小鼠 Xpa mRNA。 XPA cDNA 的表达赋予来自着色性干皮病互补组 A 患者的几种细胞抗紫外线能力，但其他 XP 互补组则没有。

岛本等人（1991） 将鸡、非洲爪蟾和果蝇中的同源 Xpa 基因与人类基因进行了比较。在 COOH 末端结构域中发现了高水平的保守性，其中相同氨基酸的频率约为 50%，并且保留了锌指基序，表明该基因的这一部分在蛋白质的功能中发挥着重要作用。

在酿酒酵母中，RAD1、RAD2、RAD3、RAD4和RAD10这5个基因中的任何一个都会导致紫外线损伤的DNA切除修复的切割步骤完全缺陷，并对紫外线极度敏感。班克曼等人（1992）报道了酵母RAD14基因的特征，发现它编码一种高度亲水性的247个残基的蛋白质，含有锌指基序，与人类XPA基因编码的蛋白质具有高度相似性。 RAD14 缺失突变的研究表明该基因在 DNA 切割过程中是绝对需要的。

▼ 基因结构

宫本等人（1992）确定XPA基因含有6个外显子。使用定点诱变的研究表明，XPA 基因的核定位信号位于外显子 1 编码的区域，而外显子 2 至 6 对于 DNA 修复功能至关重要。发现形成锌指结构的所有 4 个半胱氨酸以及外显子 2 编码区域中的谷氨酸簇对于 DNA 修复功能很重要。

▼ 测绘

Kaur 和 Athwal（1989） 使用小鼠-人类杂交细胞系，通过人类 9 号染色体的转移，实现了着色性干皮病 A 组细胞修复缺陷的补充（1990） 表明，微细胞介导的人-小鼠体细胞杂交体中单个重排人类染色体的转移导致了 XPA 细胞中缺陷修复和紫外线敏感性的特异性互补。细胞遗传学分析和 Southern blot 分析将 XPA 基因定位于染色体 9q22.2-q34.3。

Ishizaki 等人利用微细胞融合研究（1990） 证明，11 个 XP 受体克隆中有 7 个在 9 号染色体转移后变得具有紫外线抗性。Southern 杂交分析证实，正常人 9 号染色体的至少一部分已转移到受体克隆中。

田中等人（1990） 通过原位杂交将人和小鼠的 XPAC 基因分别定位于 9q34.1 和 4C2。

法恩登等人（1994） 指出 XPAC 基因，如基底细胞痣综合征基因（NBCCS; 109400）、自愈鳞状上皮瘤基因（MSSE; 132800） 和 C 组范可尼贫血基因（FACC; 227645），都映射至 9q22.3-q31。伦奇等人（1996） 创建了人类 9q22.3 的基于 EST 和 STS 的 YAC 重叠群图谱，并表明它按此顺序包含以下基因，从着丝粒到端粒：TMOD（190930）、XPA、ALDOB（612724）、BAAT（ 602938）。这 4 个基因位于小鼠 4 号染色体的同线区域，其排列顺序与人类 9q 上的对应基因相同。

▼ 基因功能

李等人（1994） 证明 XPA 蛋白以特定方式与 ERCC1（126380） 结合。他们提出，XPA 的一个可能的功能是将包含 ERCC1 和其他因子的切口复合物加载并可能定向到 DNA 损伤位点。 Park 和 Sancar（1994） 从他们的研究中得出结论，XPA、ERCC1 和 ERCC4（133520） 蛋白形成三元复合物，参与损伤识别和切割活动。使用位点特异性诱变，Li 等人（1995） 发现 XPA 和 ERCC1 之间的关联是核苷酸切除修复途径中必需的步骤，并且相互作用的可能作用是将 ERCC1 切口复合物募集到受损位点。

大体积 DNA 加合物（例如由癌症化疗药物顺铂形成的加合物）的切除修复似乎是由基因聚集体介导的，其中 XPAC 和 ERCC1 蛋白参与 DNA 损伤识别和切除。达博霍尔卡等人（1994）评估了 28 名患者在接受铂类化疗前采集的恶性卵巢癌组织中 ERCC1 和 XPAC 的 mRNA 水平。他们发现，与临床上对治疗敏感的患者的肿瘤组织相比，肿瘤对治疗具有临床耐药性的患者的癌症组织显示出更高水平的总 ERCC1 mRNA、ERCC1 mRNA 全长转录本和 XPAC mRNA。 2组患者人数分别为13人和15人。

沃尔克等人（2001） 通过采用局部紫外线照射结合荧光抗体标记的新技术，描述了正常和修复缺陷（着色性干皮病）人类细胞中 NER 复合物的组装。损伤识别复合体 XPC（613208）-HR23B（RAD23B; 600062） 似乎对于切口前复合体中所有后续 NER 因子的招募至关重要，包括转录修复因子 TFIIH（参见 189972）。沃尔克等人（2001） 发现 XPA 缔合相对较晚，是锚定 ERCC1-XPF 所必需的，并且可能对于激活 XPG 的核酸内切酶活性至关重要（133530）。这些发现确定了 XPC 是反应机制中最早已知的 NER 因子，深入了解了后续 NER 组分的顺序，为 XPA 的双重作用提供了证据，并支持了修复蛋白在损伤部位顺序组装而不是顺序组装的概念。比预组装的修复体。

通过酵母 2-杂交分析，Nitta 等人（2000） 将 XAB1（611479） 鉴定为 XPA 结合蛋白。突变分析表明XAB1特异性结合XPA的30至34位残基。

伦博等人（2003） 发现 XPA、MBD2（603547） 和 XAB1 在 293T 细胞中共表达导致它们发生免疫共沉淀，结果表明 XAB1 作为 MBD2 和 XPA 之间的桥梁。

▼ 分子遗传学

Tanaka 等人在源自日本 A 组 XP 患者的多个细胞系中（1990） 鉴定出 XPA 基因中的纯合突变（611153.0001）。

克利弗等人（1995） 报道了一个有 2 个女儿的家庭中出现的新的缺失和插入突变，该家庭之前因 XPA 基因缺陷而被归类为纯合子（Davis 等，1994）。一种突变是外显子 4 中 20 bp 的缺失；另一个是在通常由 6 个腺嘌呤组成的区域的外显子 5 中插入 1-bp 腺嘌呤。由于两个等位基因的受影响区域中存在多个腺嘌呤，丢失或插入以产生观察到的改变的精确碱基是不明确的。发现 20 个核苷酸的缺失来自母体等位基因。

Satokata 等人在 XPA 患者中（1992, 1992） 鉴定了 XPA 基因中的纯合或复合杂合突变（611153.0002-611153.0006）。

克利弗等人（1999） 回顾了 XPA 基因中发现的突变及其群体频率。

▼ 基因型/表型相关性

状态等（1998） 对 19 名美国和欧洲患者的 XPA 细胞系进行了突变分析。大多数突变是缺失和剪接位点突变，之前在其他 XPA 患者的外显子 3、内含子 3 或外显子 4 中观察到，导致 DNA 结合区域内的移码。一种新的突变是内含子 3 内的点突变，导致新的剪接受体位点可能与原始剪接受体位点竞争。 XPA DNA 结合区的突变来自患有通常与神经系统并发症相关的较严重疾病的患者，而与 TFIIH 转录因子相互作用的蛋白质 C 末端的突变则仅来自患有较轻皮肤病的患者。 XPA DNA 结合区域中自然发生的错义突变的罕见性表明，氨基酸变化可能具有足够的耐受性，因此患者可能会出现轻微症状并逃避检测。

▼ 命名法

莱曼等人（1994）提出了以下人类DNA修复基因的命名方案：（1）对于着色性干皮病基因，XPAC、XPBC等中最后的C基因应省略。最后的C应该保留在切除修复交叉互补（ERCC）基因中；（2） 如果发现 ERCC 基因与着色性干皮病、科凯恩综合征或毛发硫营养不良（TTD；601675） 基因明确相同，则该名称最终应替换为相应的 XP、CS 或 TTD 基因。因此，ERCC2、ERCC3和ERCC6将分别成为XPD、XPB和CSB基因。

▼ 动物模型

中根等人（1995） 通过小鼠胚胎干细胞的基因靶向建立了 Xpa 缺陷小鼠。 Xpa缺陷小鼠既没有表现出明显的身体异常，也没有出现病理改变，但在核苷酸切除修复方面存在缺陷，并且对紫外线-B-和9,10-二甲基-1,2-苯并[a]蒽诱导的皮肤癌高度敏感。这些发现提供了体内证据，表明 Xpa 蛋白可以保护小鼠免受紫外线或化学致癌剂引发的致癌作用。 de Vries 等人孤立报告了类似的发现（1995）。

XPA 小鼠模型是通过基因靶向建立的，尽管它们确实表现出对紫外线和化学致癌物诱发的皮肤癌的易感性，但并未发现明显可检测到的神经系统异常。同样，缺乏 CSB 基因（609413） 的小鼠（B 组科凯恩综合征（133540） 也有缺陷）仅表现出轻微的神经表型。村井等人（2001） 培育了同时缺乏 Xpa 和 Csb 基因的小鼠，发现生长迟缓和异常行为与人类 XPA 和/或 CSB 患者在出生后早期观察到的症状非常相似。小脑发育不全，叶状结构受损，浦肯野细胞树突发育不良。研究结果表明，Xpa 和 Csb 在小鼠神经系统中具有附加作用，并支持这 2 个基因在正常大脑发育中的关键作用。

德波尔等人（2002）发现带有ERCC2突变（R722W；126340.0014）的小鼠有许多过早衰老的症状，包括骨质疏松和脊柱后凸、骨硬化、早白、恶病质、不育和寿命缩短。毛发硫营养不良（TTD; 601675） 小鼠在 Xpa 中携带额外的突变，增强了 DNA 修复缺陷，表现出大大加速的衰老表型，这与细胞对氧化 DNA 损伤的敏感性增加相关。德波尔等人（2002） 假设 TTD 小鼠的衰老是由未修复的 DNA 损伤引起的，该损伤会损害转录，导致关键基因的功能失活并增强细胞凋亡。

▼ 历史

早期绘图研究

Keijzer 等人使用具有各种染色体构成的仓鼠-人类杂交细胞（1984） 排除了 XP A 组与 X 染色体的连锁，人们认为这与 X 染色体有关（Stefanini 等，1982），并发现与染色体 1q 的连锁。凯泽尔等人（1987） 将人类、中国仓鼠或中国仓鼠/人类杂交细胞质与紫外线照射的 XPA 细胞融合。 XP细胞核中非计划的DNA合成显示人类细胞质融合后缺陷立即得到纠正，而中国仓鼠细胞质并未显示出这种切除修复的快速增加。从 26 只中国仓鼠与人杂交的细胞质中分离出来的细胞质融合后获得的结果表明，染色体 1q42-qter 包含快速纠正 XP 缺陷所需的遗传信息。然而，在中国仓鼠细胞和含有人类 1 号染色体的 XP 细胞之间产生的杂交细胞的细胞质中也观察到了校正，这表明校正因子由人类和中国仓鼠成分组成，并且对应到 1 号染色体的基因可能不包含在内。是 A 组 XP 中发生突变的那个。事实上，1 号染色体的映射从未得到证实（Cleaver，1993），该基因随后被对应到 9 号染色体。Kaur 等人（1992） 在 XP A 组细胞中观察到对应到人类 8 号染色体的基因的部分互补。

▼ 等位基因变异体（7 个精选示例）：

.0001 色素干皮病，补充组 A
XPA、IVS3AS、G-C

Tanaka 等人在 20 名日本着色性干皮病患者中的 19 名补充 A 组（278700）（1990） 在 XPA 基因内含子 3 的 3-prime 剪接受体位点发现了 G 到 C 的颠换。里方等人（1990） 发现 G-to-C 颠换废除了规范的 3-prime 剪接位点并产生了 2 个异常剪接的 mRNA 形式。较大的形式与正常 mRNA 相同，只是外显子 4 的 5 引物末端有一个二核苷酸缺失，这导致了外显子 4 中翻译提前终止的移码。较小的形式删除了整个外显子 3 和外显子 3。外显子 4 的 5 引物末端有一个二核苷酸。单碱基替换为限制性内切核酸酶 AlwNI 创建了一个新的切割位点。

Satokata 等人使用 AlwNI RFLP（1990） 发现 21 名无血缘关系的日本 XP 患者中有 16 名是纯合子，4 名是杂合子突变。然而，A XP 组的 11 名白人和 2 名黑人没有这种突变等位基因。是枝裕和等人（1992） 证明了聚合酶链式反应（PCR） 以及随后搜索 AlwNI RFLP 在诊断 XPA 中的有用性。

克利弗等人（1995） 指出，XPA 基因内含子 III/外显子 IV 3 素受体位点的 G 到 C 颠换的纯合性代表了 80% 至 90% 的日本 XPA 患者。

前田等人（1995） 报道，内含子 3 中常见剪接位点突变纯合的患者可以在 7-16 岁之前孤立行走。

.0002 色素性干皮病，补充组 A
XPA、CYS108PHE

Satokata 等人在源自 XPA 患者（278700） 的细胞系中（1992） 发现了 XPA 基因中 2 个突变的复合杂合性：323G-T 颠换导致 cys108-to-phe（C108F） 取代，破坏了假定的锌指结构域，以及 5-bp 缺失（611153.0003）。

.0003 色素干皮病，补充组 A
XPA、5-BP DEL

Satokata 等人在源自 XPA 患者（278700） 的细胞系中（1992） 发现了 XPA 基因中 2 个突变的复合杂合性：导致移码和提前终止的 5 bp 缺失以及 C108F（611153.0002）。

.0004 色素干皮病，补充组 A
XPA、ARG228TER

里方等人（1992） 描述了 XPA 基因的外显子 6 中的 C 到 T 转变，导致 arg228 到 ter（R228X） 取代，这是 XPA 的原因（278700）。该突变为限制性核酸内切酶 HphI 创建了一个新的切割位点。在检查的 21 名不相关 XPA 患者中，1 名是该突变的纯合子，3 名是该突变和内含子 3（611153.0001） 剪接位点突变的复合杂合子。该纯合子患者不典型，有轻微的皮肤症状和最小的神经系统异常。

属于基因互补 A 组的突尼斯着色性干皮病患者的皮肤症状比日本 XPA 患者更轻微。西郡等人（1993） 发现 7 名突尼斯 XPA 患者中有 6 名携带 R228X 突变。

前田等人（1995） 报道称，R228X 突变纯合的患者可以在 21 岁之前孤立行走，没有任何困难。

.0005 色素干皮病，补充组 A
XPA、ARG207TER

Satokata 等人在一名患有严重 XPA 的巴勒斯坦患者（278700） 中（1992） 鉴定了 XPA 基因中核苷酸转变的纯合性，导致 arg207-to-ter（R207X） 取代。

.0006 色素干皮病，补充组 A
XPA、TYR116TER

Satokata 等人在 2 名无关的日本严重 XPA 患者（278700） 中（1992） 在 XPA 基因中发现了 T 到 A 的颠换，导致 tyr116 到 ter（Y116X） 的取代。一名患者为该突变和内含子 3（611153.0001） 剪接位点突变的复合杂合子，另一名患者为该突变的杂合子和剪接位点突变的纯合子。

前田等人（1995） 报道称，一位 Y116X 突变纯合的患者从未在没有帮助的情况下行走过。这与内含子 3 中常见剪接位点突变的纯合患者的发现形成鲜明对比，这些患者可以在 7-16 岁之前孤立行走。

.0007 色素性干皮病，补充组 A
XPA、IVS1DS、T-G、+2

Tanioka 等人在一名患有 XPA 的日本患者（278700） 中（2005） 鉴定了 XPA 基因中 2 个突变的复合杂合性：内含子 1 中的 T 到 G 颠换，导致剪接位点缺陷，以及常见的 IVS3 剪接位点突变（611153.0001）。内含子 1 突变导致 2 种不同的 mRNA 转录本，预计这两种转录本都会导致移码和过早终止。在患者细胞中未检测到 XPA 蛋白，紫外线诱导的非计划 DNA 合成为正常细胞的 4.75%。该患者有光敏感性，但到 6 岁时尚未出现神经系统受累。