CHORDIN; CHRD
HGNC 批准的基因符号：CHRD
细胞遗传学位置：3q27.1 基因组坐标（GRCh38）：3:184,380,054-184,390,739（来自 NCBI）
▼ 说明
脊索蛋白是一种关键的发育蛋白，通过与腹侧 TGF-β（例如 190180）样骨形态发生蛋白（BMP；参见 112264）结合并将其隔离在潜在复合物中，使早期脊椎动物胚胎组织背侧化（Scott 等，1999）。
▼ 克隆与表达
帕帕诺等人（1998） 搜索了哺乳动物脊索蛋白序列的序列数据库，并鉴定了编码人类 CHRD 和小鼠 Chrd C 末端区域的 EST。他们确定了小鼠 Chrd 的全长 cDNA 序列，该序列预测含有 4 个内部富含半胱氨酸的重复序列和 4 个潜在 N-糖基化位点的 948 个氨基酸的蛋白质。 Northern 印迹分析在交配后 7 天的小鼠胚胎中检测到高水平的 3.7 kb Chrd 转录物；它的水平在发育后期和成体组织中下降。对成人和胎儿组织中 mRNA 表达的斑点印迹分析表明，CHRD 在肝脏中表达水平最高。
史密斯等人（1999） 克隆并测序了人类 CHRD cDNA，该 cDNA 编码 954 个氨基酸的蛋白质，与小鼠蛋白质具有 86% 的序列同一性。
▼ 基因功能
脊索蛋白通过与骨形态发生蛋白结合并将其隔离在潜在复合物中，使早期脊椎动物胚胎组织背侧化。斯科特等人（1999） 表明，BMP1（112264） 和 TLL1（606742） 抵消了脊索蛋白在非洲爪蟾胚胎中过度表达时的背侧化作用。他们认为BMP1是早期哺乳动物胚胎发生以及产前和产后骨骼发生中主要的脊索蛋白拮抗剂。
张等人（2007） 发现全长小鼠脊索蛋白以相似的亲和力结合 BMP2（112261） 和 BMP7（112267）。突变脊索蛋白的共免疫沉淀分析表明，BMP2 优先结合富含半胱氨酸的结构域 1 和 3，Zhang 等人（2007） 称为 Chordin 的 VWC1 和 VWC3。 BMP7优先结合chordin的VWC1和VWC4。脊索蛋白主要与 Bmp2 的指关节表位结合。 Chordin 完全阻止 Bmp2 与 I 型（参见 BMPR1A；601299）和 II 型（BMPR2；600799）受体结合。
科拉特等人（2005） 表明，抑制 Smicl 会下调脊索蛋白（CHRD; 603475） 的表达，并导致非洲爪蟾的原肠胚形成缺陷。在非洲爪蟾中，Xlim1 直接诱导脊索蛋白需要 Smicl。免疫沉淀分析表明，Xlim1 存在于与 Smad3（603109） 和 Smicl 的复合物中。 Pull-down 测定表明 Xlim1 结合了 Chordin 启动子中的 2 个假定的 Xlim1 结合位点。
▼ 基因结构
史密斯等人（1999） 确定 CHRD 基因有 23 个外显子，跨度为 11.5 kb。
▼ 测绘
帕帕诺等人（1998） 通过辐射杂交作图将人类 CHRD 基因定位于 3q27，并使用种间回交将小鼠 Chrd 基因定位于近端 16 号染色体。
史密斯等人（1999）表明CHRD基因和血小板生成素基因（THPO；600044）位于单个粘粒克隆内； 2 个基因总共占据 21 kb，并使用相隔不到 2 kb 的启动子从相反的链转录。史密斯等人（1999） 还表明，人类电压门控氯离子通道基因 CLCN2（600570） 位于 THPO 下游，但转录方向相同。此外，他们有证据表明真核翻译起始因子-4-γ基因（EIF4G1；600495）位于同一区域。
史密斯等人（1999）认为CHRD基因和chordin调节goosecoid基因（GSC; 138890）可能是Cornelia de Lange综合征（CDLS; 122470）的候选基因，其已被定位到3q。在具有平衡从头易位的 CDLS 患者中检测到的 GSC 基因非常接近 14q32 断点（Wilson 等，1983）。突变筛查未能识别 CDLS 患者的 CHRD 或 GSC 特异性突变。位于3号染色体同一区域的SOX2基因（184429）也被筛查，结果呈阴性。
▼ 动物模型
小鼠脊索蛋白 mRNA 首先在前原条中表达，然后在由其衍生的节和轴向中内胚层中表达，这表明脊索蛋白可能在早期胚胎的模式形成中发挥作用。然而，有针对性地灭活脊索蛋白会导致死产动物，这些动物具有正常的早期发育和神经感应，但随后表现出内耳和外耳发育缺陷以及咽部和心血管组织异常。巴齐勒等人（2000）证明在中原肠胚，noggin（602991）的表达与chordin的表达重叠。 Noggin 突变体经历了正常的原肠胚形成和前部中枢神经系统模式，尽管在后期阶段在后部脊髓和体节中观察到了许多异常。巴齐勒等人（2000）在头蛋白和脊索蛋白突变的复合杂合小鼠之间建立了杂交，但在新生儿中没有发现双纯合突变体。在接近足月解剖的动物中发现了两个chordin/noggin双无效胚胎。两人都在经历吸收，但明显患有前脑无裂畸形，有单鼻凹、独眼和无颌。这些畸形在任何一个突变体中都没有观察到，代表了在双纯合小鼠中发现的最弱的表型，并且类似于缺乏 Sonic Hedgehog 的胚胎（SHH; 600725）。在胚胎第 12.5 天，恢复了具有类似于前脑畸形的更严重表型的双突变胚胎。在胚胎第 8.5 天解剖的双突变体胚胎中，前脑明显减少。巴齐勒等人（2000）从这些数据得出结论，chordin和noggin对于建立前部内脏内胚层不是必需的，但对于随后的前部模式的阐述是必需的。缺乏 shh 表明中胚层发育也受到影响。巴齐勒等人（2000）表明BMP拮抗剂chordin和noggin在小鼠早期发育过程中相互补偿。当两种基因产物都被去除时，前后、背腹和左右模式都会受到影响。
二宫等人（2004） 证明爪蟾的脊索中胚层具有内在的前后（AP） 极性，这是会聚延伸所必需的，其功能与 Wnt（参见 164820）/平面细胞极性信号传导并行，如 T brachyury（601397） 和弦蛋白，并决定组织伸长的方向。建立 AP 极性的机制涉及激活素（147290） 样信号传导，并将中胚层 AP 模式与会聚延伸直接联系起来。
Choi 和 Klingensmith（2009） 表明，完全渗透的 Chrd 缺失小鼠表型包括耳朵变形、胸腺缺失、持续性动脉干、主动脉弓结构异常和腭裂，这与 Tbx1 中观察到的几乎相同（602054 ）-null 纯合子和患有 22q11 缺失综合征的人类个体（188400）。然而，Chrd 表型的外显率高度依赖于遗传背景。在具有完全外显性的近交 Chrd 缺失小鼠品系中，作者发现 Tbx1 基因中的剪接位点突变是影响表型表达的修饰因子，表明完全外显的 Chrd 缺失表型实际上主要是由于 Tbx1 突变。没有 Tbx1 突变的 Chrd 缺失小鼠下颌发育不全的外显率较低，但没有心脏或胸部器官畸形。低等位 Tbx1 等位基因导致类似于 22q11 缺失综合征的缺陷，但颅面畸形的外显率较低，除非 Chrd 也发生突变。表达研究表明 Chrd 具有促进 Tbx1 表达的作用。研究结果表明，chordin 是 Tbx1 突变颅面异常的修饰因子，证明存在与 22q11 缺失综合征相关的特定表型子集的第二位点修饰因子。
