亲细胞亲和素2; JPH2

JP2

HGNC 批准的基因符号:JPH2

细胞遗传学位置:20q13.12 基因组坐标(GRCh38):20:44,106,590-44,187,188(来自 NCBI)

▼ 说明

质膜(PM) 和内质/肌浆网(ER/SR) 之间的连接复合物是所有可兴奋细胞类型的共同特征,并介导细胞表面和细胞内离子通道之间的串扰。竹岛等人(2000) 鉴定了亲连接蛋白(JPs),这是一个保守的蛋白质家族,是连接复合物的组成部分。 JP 由横跨 ER/SR 膜的 C 端疏水片段和对 PM 显示出特异性亲和力的剩余胞质结构域组成。在小鼠中,至少有 3 个 JP 亚型:Jp1、Jp2 和 Jp3。

▼ 克隆与表达

Nishi 等人通过筛选基因组 DNA 文库(2000)分离了人JP1(JPH1;605266)和JP2基因,并通过筛选脑cDNA文库,孤立了编码人JP3(JPH3;605268)的cDNA。 JP2基因编码推导的696个氨基酸的蛋白质。人类 JP 的总体序列同一性为 39%,并且它们与兔子和小鼠的 JP 具有共同的结构特征。 RNA印迹杂交表明JP基因在人体内的组织特异性表达模式与小鼠基本相同; JP1 在骨骼肌中表达为 4.5-kb 转录本,在心脏中表达为低水平,JP2 在心脏和骨骼肌中表达为 4.1-kb 转录本,JP3 在脑中表达为 4.6-kb 转录本。

Minamisawa 等人使用梯度和蛋白质印迹分析(2004) 表明小鼠 Jp2 定位于小鼠心室肌细胞的低密度膜部分。

松下等人(2007) 指出 JPH2 蛋白由 6 个预测结构域组成:MORN(膜占据和识别关系)基序区 I(MORN1)、连接区、MORN2 基序、假定的 α 螺旋区、发散区和跨膜区。

▼ 基因结构

西等人(2000)确定JPH2基因含有5个外显子,与JPH1和JPH3相似。

▼ 测绘

通过 FISH,Nishi 等人(2000) 将 JPH2 基因对应到染色体 20q12,并确定 JPH 基因不会聚集在人类基因组上。

Stumpf(2021) 根据 JPH2 序列(GenBank BC172751) 与基因组序列(GRCh38) 的比对,将 JPH2 基因对应到染色体 20q13.12。

▼ 基因功能

竹岛等人(2000)表明Jp2在小鼠心脏中大量表达,缺乏Jp2的突变小鼠表现出胚胎致死性。突变小鼠的心肌细胞显示出连接膜复合物的缺陷和异常的钙瞬变。这些结果表明 JP 是连接膜复合物的重要组成部分。

通过免疫沉淀和免疫印迹分析,Minamisawa 等人(2004) 表明 Jp2 与小鼠心室肌细胞膜中的 Caveolin-3(CAV3; 601253) 相互作用并共定位。 Jp2 的表达在正常发育过程中上调,但在肥厚型和扩张型心肌病小鼠模型中下调。结果表明,Jp2 的表达水平可能与心脏中交界膜复合物的正常发育和 Ca(2+) 诱导的 Ca(2+) 释放受损有关。

心脏应激后,JP2 被钙离子依赖性蛋白酶钙蛋白酶(参见 114220) 裂解,从而破坏兴奋-收缩(E-C) 耦合超微结构机制并驱动心力衰竭进展。郭等人(2018) 发现应激诱导的 JP2 蛋白水解会释放一个 N 末端片段(JP2NT),该片段易位至细胞核,与基因组 DNA 结合,并控制心肌细胞中一系列基因的表达。小鼠中 JP2NT 的转基因过度表达改变了转录谱,导致心脏应激反应中的病理重塑减弱。相反,核 JP2NT 功能的丧失会加速突变小鼠应激诱导的肥大和心力衰竭的发展。郭等人(2018) 得出的结论是,他们的数据揭示了衰竭心肌细胞的自我保护机制,该机制将机械信息(E-C 解偶联)转换为应激心脏中有益的转录重编程。

▼ 分子遗传学

肥厚型心肌病 17

Landstrom 等人在 223 名无关的肥厚型心肌病患者中(参见 CMH17, 613873),8 个肌丝相关基因和 5 个 Z 盘相关基因突变呈阴性(2007) 分析了候选基因 JPH2,并鉴定了 3 个先证者(分别为 605267.0001-605267.0003)中 3 个不同错义突变的杂合性。功能分析表明,这些突变导致 JPH2 蛋白重组、细胞内钙信号传导紊乱以及心肌细胞明显增生。

扩张型心肌病2E

Vasilescu 等人在芬兰单一中心进行心脏移植的 66 名儿童期心肌病患者队列中发现(2018) 鉴定出一名患有扩张型心肌病(CMD2E; 619492) 的 22.5 岁女性,其 JPH2 基因无义突变(Q428X; 605267.0005) 为纯合子。该变异与先证者家族中的疾病完全分离。

Jones 等人从来自伊朗的 823 例临床全外显子组测序(WES) 转诊队列中(2019) 确定了 2 个近亲家庭患有与幼儿期死亡相关的新生儿扩张型心肌病,其原因是 JPH2 基因中相同的 1 bp 重复(605267.0006)。该突变在两个家族中都随着疾病而分离,他们共享包含 JPH2 变体的相同单倍型,表明创始人效应。为了表征 JPH2 基因中种族依赖性遗传变异性,作者分析了 gnomAD、大中东(GME) Variome 和 Iranome 数据库,并与 WES 转诊测试和肥厚型心肌病患者队列进行比较(参见 192600)。在全球范围内,1.45% 的健康个体携带罕见的 JPH2 变异,在 GME 个体中这一比例明显更高(4.45%)。功能丧失(LOF) 变异总体上很少见(0.04%),但在 GME 个体中最常见(0.21%),并且 GME 个体中 LOF 变异患病率的增加在特定区域的临床 WES 队列中得到了证实。作者得出的结论是,JPH2 罕见变异存在种族特异性差异,GME 个体出现 LOF 变异纯合性的风险较高。

▼ 动物模型

为了避免与小鼠种系 Jph2 敲除相关的胚胎致死性,van Oort 等人(2011) 使用短发夹 RNA 介导的干扰来产生 Jph2 蛋白水平有条件降低的突变小鼠。心脏特异性 Jph2 敲低导致心肌收缩力受损,从而导致心力衰竭并增加死亡率。 Jph2缺陷导致兴奋-收缩耦合增益的损失,这是由于连接膜复合物数量的减少和质膜-肌质网距离的变异性增加而引起的。作者指出,Jph2 的缺失对 Ca(2+) 释放通道失活具有深远影响,因此提出 JPH2 在调节心肌细胞内 Ca(2+) 释放通道中的作用。

▼ 等位基因变异体(6 个精选示例):

.0001 心肌病,家族性肥厚型 17
JPH2、SER101ARG

Landstrom 等人在一名 40 岁男性 27 岁时被诊断患有肥厚性心肌病(CMH17; 613873) 中(2007) 鉴定了 JPH2 基因外显子 1 突变的杂合性,导致保守 MORN 基序中的 Ser101 到 arg(S101R) 取代。在 1,000 个白人参考等位基因中未发现该突变。对转染的 H9c2 心肌细胞的研究表明,肌浆网(SR) 的定位模式发生了改变。对转染的 HL-1 心肌细胞的分析表明 SR 自发钙释放减少,表明表达 S101R 的细胞中兴奋收缩过程被破坏。该患者患有呼吸困难,并接受了植入式心脏复律除颤器的植入,有 CMH 家族史,有 3 名一级亲属和 1 名二级亲属,均拒绝参加该研究。

.0002 心肌病,家族性肥厚型 17
JPH2、TYR141HIS

Landstrom 等人在一名 33 岁男性 24 岁时被诊断患有肥厚型心肌病(CMH17; 613873) 中(2007) 鉴定了 JPH2 基因外显子 2 突变的杂合性,导致保守残基处 tyr141-to-his(Y141H) 取代。在 1,000 个白人参考等位基因中未发现该突变。对转染的 H9c2 心肌细胞的研究表明,与野生型相比,肌浆网(SR) 的定位模式发生了改变,并且显着肥大(2 至 3 倍)。对转染的 HL-1 心肌细胞的分析表明 SR 自发钙释放减少,表明表达 Y141H 的细胞中兴奋收缩过程被破坏。就诊时,患者有呼吸困难、心悸、心绞痛和非 Q 波心肌梗塞;他接受了心脏起搏器和植入式心脏复律除颤器的植入。没有 CMH 家族史或心源性猝死。

.0003 心肌病,家族性肥厚型 17
JPH2、SER165PHE

Landstrom 等人在一名 58 岁女性 30 岁时被诊断患有肥厚型心肌病(CMH17; 613873) 中(2007) 鉴定了 JPH2 基因外显子 2 突变的杂合性,导致保守残基处出现 ser165 到 phe(S165F) 的取代。在 1,000 个白人参考等位基因中未发现该突变。对转染的 H9c2 心肌细胞的研究表明,与野生型相比,肌浆网(SR) 的定位模式发生了改变,并且显着肥大(2 至 3 倍)。对转染的 HL-1 心肌细胞的分析表明 SR 自发钙释放减少,表明表达 S165F 的细胞中兴奋收缩过程被破坏。就诊时,患者患有呼吸困难和亚急性细菌性心内膜炎;她接受了子宫肌瘤切除术。没有 CMH 家族史或心源性猝死。

.0004 重新分类 - 意义未知的变体
JPH2、GLY505SER

这种变体以前的标题为“心肌病,家族性肥厚型 17”,现已根据 Manrai 等人的研究结果重新分类(2016)和哈莫什(2016)。

松下等人(2007) 分析了 148 名患有 CMH 的日本先证者和 48 名受影响的家庭成员,以及 32 名扩张型心肌病(CMD;见 115200)患者和 8 名限制性心肌病(RCM;见 115210)患者的候选基因 JPH2。 Matsushita 等人在 4 名患有肥厚型心肌病(CMH17;613873)的日本先证者中进行了研究(2007) 鉴定了 JPH2 基因外显子 4 中 1306C-T 转变的杂合性,导致分歧区域中的 gly505 到 Ser(G505S) 取代。在 CMD 或 RCM 患者或 236 名日本对照者中未发现 G505S 突变。其中一名患者在14岁时被诊断出患有CMH,其母亲在40岁时被诊断出患有CMH,并且也携带G505S突变。他健康的父亲没有携带这种突变,而3岁时突然去世的妹妹也无法接受检查。另一名先证者在 33 岁时被诊断出患有 CMH,她有 CMH 家族史,涉及她的祖父、父亲和父亲的兄弟姐妹,但无法进行遗传分析。对 JPH2 中携带 G505S 突变的 4 个先证者中的 15 个已知 CMH 相关基因的分析显示,女性先证者在 MYH7 基因中还携带 2 个错义突变(参见例如 160760.0016)。她刚出生的儿子 1 天时超声心动图未显示 CMH 迹象,同时携带 JPH2 G505S 突变和 1 个 MYH7 突变。松下等人(2007) 表明 JPH2 和 MYH7 的突变可能与该先证者 CMH 的发病机制有关。

曼莱等人(2016) 在 NHLBI 外显子组测序项目数据集中发现,JPH2 中的 G505S 变异在美国白人中的等位基因频率为 0.8%,在美国黑人中的等位基因频率为 2.9%。曼莱等人(2016) 根据该变异在对照人群中的高频率以及患者和功能数据,将其分类为良性。 Hamosh(2016) 于 2016 年 9 月 20 日在 ExAC 数据库中观察到 G505S 变体在南亚人中的等位基因频率为 7.3%。

.0005 心肌病,扩张,2E
JPH2、GLN428TER

Vasilescu 等人发现,一名 22.5 岁的芬兰女性(P10) 在 3 岁时被诊断出患有扩张型心肌病(CMD2E; 619492),并在 4 岁时接受了心脏移植(2018) 鉴定了 JPH2 基因中 c.1282C-T 转变的纯合性,导致 gln428 到 ter(Q428X) 的取代。她未受影响的父母和 2 个未受影响的兄弟姐妹是该突变的杂合子。没有进行变体或患者细胞的功能研究。作者的致病性隐性变异的标准是 ExAC、gnomAD 和 SISu 数据库中次要等位基因频率小于或等于 0.01,并且仅存在于杂合性中;该变体的确切频率尚未公布。

.0006 心肌病,扩张,2E
JPH2,1-BP DUP,1920T

Jones 等人在 2 个患有新生儿扩张型心肌病(CMD2E; 619492) 的伊朗近亲家庭中进行了研究(2019) 鉴定了 JPH2 基因中 1 bp 重复(c.1920dupT, NM_020433) 的纯合性,预计会在分歧区域内导致过早终止密码子(glu641-to ter; E641X)。该突变在两个家族中随疾病分离:在家族1中,先证者的变异是纯合的,该变异在11名未受影响的亲属中以杂合性存在,包括他的表亲父母;在家庭 2 中,无法从 2 个已故兄弟身上获取 DNA,但他们未受影响的近亲父母均是该变异的杂合子,另外 2 个未受影响的亲属也是如此。目前尚不清楚这两个家族是否有关联,但两者都具有来自伊朗西南部的 Lor 族裔背景,并且拥有相同的包含 JPH2 变体的单倍型,这表明存在创始人效应。没有进行变体或患者细胞的功能研究。来自健康个体的 299,100 个参考等位基因中不存在该变异。