脑小血管疾病2；胶原蛋白，IV型，α-2

COL4A2基因编码IV型胶原的α-2链。IV型胶原蛋白与层粘连蛋白，动蛋白和硫酸乙酰肝素蛋白聚糖结合在一起，形成将上皮与结缔组织分隔开的片状基膜。COL4A1（120130）和COL4A2是最丰富的IV型胶原蛋白，形成化学计量比为2：1（α-1 / α-1 / α-2）的异三聚体。在发育的早期阶段，这两个基因在基底膜中普遍表达（Brazel等，1988；Favor等，2007；Yoneda等，2012）。

细胞遗传学位置：13q34
基因座标（GRCh38）：13：110,307,283-110,513,208

▼ 克隆和表达
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Brazel等（1988）确定了COL4A2链的N末端60％的cDNA和蛋白质的序列。他们比对了来自N端的IV型胶原蛋白的2-α链，得出的结论是，α-2链比α-1链多43个氨基酸。这些额外残基中的21个在三重螺旋内形成了一个二硫键桥接的环，这在所有已知的胶原蛋白中都是独一无二的。

▼ 基因结构
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2个亚基基因COL4A1（120130）和COL4A2从共同的启动子发散地转录。它们都包含对于有效转录必不可少的激活元件。此外，Haniel等（1995）证明了在人COL4A2基因内的一个新的沉默子元素，并且通过缺失定位到该基因的第三个内含子内的一个24bp区域来定位它。该元件能够抑制两个COL4A基因的启动子，以及无关的单纯疱疹病毒胸苷激酶启动子，很大程度上孤立于其相对于启动子转录起始位点的位置和方向。沉默子元件被称为SILBF的核蛋白特异性识别。Haniel等人的突变研究和缺失分析（1995） 证明SILBF的结合不仅对于沉默功能是必要的，而且也是足够的。

▼ 测绘
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通过研究体细胞杂种和原位杂交，格里芬等人（1987）发现α-2链位于染色体13q34上。其他胶原蛋白基因的分散有助于避免不平等的交叉。因为IV型胶原的α-1和α-2链高度不同，所以13号染色体上的近距离携带破坏事件的危险比其他情况要小。另一方面，近距离情况可以增强它们的坐标调节。

通过对杂交细胞DNA的Southern分析，所罗门等人（1987）同样发现胶原的α-2链对应到13号染色体（1987）提出了COL4A2基因的部分氨基酸序列，并通过体细胞杂交和原位杂交将该基因定位于13q34。博伊德等（1988）也通过对来自体细胞杂种的DNA的Southern分析和通过原位杂交将COL4A2定位于13q33-q34。

使用种间和亚种间作图面板，Koizumi等（1995）将 Col4a2定位到小鼠染色体8的着丝粒区域。

▼ 分子遗传学
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脑小血管疾病2

Yoneda等人 在日本患有脑小血管病2的日本家庭的患病成员中，在脑成像中表现为孔头畸形（2012）在COL4A2基因（G1152D; 120090.0001）确定了杂合错义突变。在与该疾病无关的日本男孩中发现了第二个杂合的从头错义突变（G1037E；120090.0002）。总体而言，这些突变是在35名日本脑桥患者中有2名发现的。选择COL4A2作为测序的候选者，因为与之形成异源三聚体的COL4A1导致BSVD1（175780）。

Meuwissen等（2015年）报道了伊拉斯姆斯大学医学中心在2005年至2013年之间对183例主要患有脑出血或鼻孔病的索引患者中的COL4A1和COL4A2基因进行测序的经验。总共鉴定出21个COL4A1和3个COL4A2突变，主要在患有脑漏或其他形式的实质性出血的儿童，新生突变率高达40％（10/24）。

在2名BSVD2无关患者中，Cavallin等人（2018）确定了COL4A2基因的杂合突变（G1377R，120090.0006和c.1776 + 1G-A，120090.0007）。通过直接分析COL4A2基因发现并经Sanger测序证实的突变已针对公共数据库进行了过滤。两种突变都是从母亲那里遗传的。患者2的母亲未受影响，而患者1的母亲脑室周围白质信号过多，但没有神经系统症状。该家庭的家族史显示，母亲先前的怀孕因胎儿脑出血而中断；胎儿的DNA分析发现了突变。此外，先证者的外祖父死于脑溢血，享年40岁。无法获得他的DNA。没有进行变体的功能研究和对患者细胞的研究，但根据ACMG标准将突变分类为致病性。

脑出血的易感性

在成年发作性脑出血（ICH; 614519）的96例无关患者中，有4例是Jeanne等（2012）确定了COL4A2基因（3个不同的致病突变120090.0003 - 120090.0005）。选择COL4A2作为测序的候选者，因为与之形成异源三聚体的COL4A1可以引起脑血管疾病（BSVD1和HANAC，611773）。体外功能表达研究表明，COL4A2突变导致COL4A2和COL4A1的细胞外比明显降低，表明这两种蛋白的正确分泌受到干扰。细胞内免疫标记表明细胞外与细胞内COL4A1和COL4A2之比的降低是由于保留在内质网（ER）中。所有患者成年后均出现出血性中风，其中3例均无家族史。珍妮等（2012年）指出，推定的突变都不是甘氨酸错义变体，在COL4A1中，该突变已被很好地确立为严重，早发和高渗透性脑血管疾病的基础。因此，非甘氨酸变体可能代表等位基因，这些等位基因在以后的生活中导致较轻的疾病或由于与其他易患ICH的因素相互作用而致病。

▼ 动物模型
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Favor等（2007）报道了从小鼠的随机诱变实验中观察到的Col4a2突变的表型：1个品系在信号肽中具有V31F取代，而2个品系在胶原结构域中的保守残基中具有G646D取代。纯合子在中期以后不能存活。杂合子小鼠的眼异常多种多样，包括小眼症，晶状体混浊，眼球突出和眼内出血。脑部异常，包括颅脑病变和I层板破裂；血管稳定性缺陷，导致出血；和肾功能缺陷。

珍妮等（2012年）发现具有杂合G646D Col4a2突变的小鼠在前脑皮质下区域和小脑中发生多灶性脑出血。该表型始终没有在Col4a1突变小鼠中观察到的严重，珍妮等人（Jeanne等人，1996年）（2012）推测是由于异三聚体的Col4a1：Col4a2的比例为2：1。对Col4a2突变小鼠的培养胚胎成纤维细胞进行的蛋白质印迹分析表明，Col4a2分泌减少，Col4a1：Col4a2异源三聚体的细胞内积累增加，这表明该突变蛋白保留了ER。

Kuo等（2014年）发现具有杂合性G646D突变的小鼠出现了前节缺损，视神经发育不全，皮质层状缺损和肌病。与对照相比，突变细胞系具有增加的细胞内突变蛋白水平和降低的细胞外突变蛋白水平。

▼ 等位基因变异体（7个示例）：
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.0001脑小血管疾病2
COL4A2，GLY1152ASP
Yoneda等人在一个患有脑小血管疾病2（BSVD2; 614483）的日本家庭的受影响成员中（2012年）在COL4A2基因中发现了杂合的c.3455G-A过渡，导致在Gly-XY重复结构域中高度保守的位点处发生了gly1152-to-asp（G1152D）取代。在200个对照中未发现该突变。在妊娠31周时发现该先证者的右心室增大。他表现出早期发育迟缓，特别是运动技能的发育迟缓，左手使用不佳，腿部动作异常和行走延迟。他还发生癫痫发作。3岁时，他表现出痉挛性三痛，偏瘫和双腿步态。智商为74。6岁时的脑部MRI显示右侧脑室增大，右侧额白质减少，右侧脑梗和萎胼胝体萎缩。他的母亲（也携带这种突变）的表型较为温和，在儿童期可控制局灶性癫痫发作，成年后左上肢轻度轻瘫。她的脑部MRI显示右心室轻度肿大，在FLAIR影像学检查中，在扩大的心室壁周围有轻度的脑孔或脑室周围静脉梗塞的证据。先证者的ternal也携带了这种突变，患有先天性偏瘫，据报道死者的grand曾患有先天性偏瘫。有1个未受影响的携带者，表明外et不完全。谁也携带这种突变，患有先天性偏瘫，据报道死去的母grand有先天性偏瘫。有1个未受影响的携带者，表明外pen不完全。谁也携带这种突变，患有先天性偏瘫，据报道死去的母grand有先天性偏瘫。有1个未受影响的携带者，表明外pen不完全。

.0002脑小血管疾病2
COL4A2，GLY1037GLU
Yoneda等人在一个患有脑小血管疾病2（BSVD2; 614483）的日本男孩中（2012年）在COL4A2基因中发现了一个从头杂合的c.3110G-A过渡，导致在Gly-XY重复域中高度保守的残基上发生了gly1037-glu（G1037E）取代。在200个对照中未发现该突变。他出生时APGAR评分低且有轻度窒息。脑超声显示右脑半球实质出血，左侧脑室增大。他还表现出凝血缺陷，PT和APTT升高，并接受了新鲜的冷冻血浆。凝血缺陷在7个月大时恢复正常。在37岁时，他进行了脑室分流，以逐渐扩大脑室。2个月大的CT扫描显示额叶白质极度减少，双侧脑室扩大。在1岁4个月大时，他患有痉挛性四肢瘫痪，并且发育很差。

.0003出血，脑内，对
COL4A2，GLU1123GLY
在96位无关的脑出血患者（ICH; 614519）中，有2位患者是Jeanne等（2012年）确定了COL4A2基因第37外显子的杂合3368A-G过渡，导致高度保守的哺乳动物残基中的glu1123-to-gly（E1123G）取代。取代发生在COL4A2蛋白的三螺旋形成域内的Gly-Xaa-Yaa重复序列的X位置氨基酸中。在142个对照组中未发现该突变。将突变体转染到HT1080细胞中会导致COL4A2和COL4A1的细胞外比明显降低（120130），说明这两种蛋白的正确分泌受到干扰。细胞内免疫标记表明细胞外与细胞内COL4A1和COL4A2之比的降低是由于保留在ER内引起的。也有证据表明内质网应激和未折叠的蛋白反应激活。一名患者是一名72岁的白人，右枕叶可能患有CAA（605714）相关的ICH。他没有ICH家族史，出血时未服用阿司匹林或抗凝剂。第二例是一名72岁的白人女性，有高血压病史，服用阿司匹林时左基底神经节出血。她没有ICH的家族史。

.0004出血，脑内，对
COL4A2，GLN1150LYS
在96名无关的脑出血患者中（ICH; 614519），Jeanne等人（2012年）在COL4A2基因的第37外显子中发现了杂合的3448C-A转化，导致在哺乳动物中高度保守的残基中发生了gln1150-lys（Q1150K）取代。取代发生在COL4A2蛋白的三螺旋形成域内的Gly-Xaa-Yaa重复序列的X位置氨基酸中。在142个对照组中未发现该突变。将突变体转染到HT1080细胞中后，导致COL4A2和COL4A1的胞外比显着降低（120130），说明这两种蛋白的正确分泌受到干扰。细胞内免疫标记表明，细胞外与细胞内COL4A1和COL4A2的比例降低是由于保留在ER中引起的。也有证据表明内质网应激和未折叠的蛋白反应激活。受影响的个体是一名45岁的西班牙裔男子，有高血压病史，在左基底神经节中出血。出血时他没有服用阿司匹林或抗凝剂。该人的两个姐妹患有ICH，尽管他们无法进行研究。

.0005出血，脑内，对
COL4A2，ALA1690THR
在96名无关的脑出血患者中（ICH; 614519），Jeanne等人（2012年）确定了COL4A2基因第48外显子的杂合5068G-A过渡，导致高度保守的哺乳动物残基中的ala1690-thr（A1690T）取代。取代位置靠近C末端，位于蛋白质的球形NC1域中，该域不参与三螺旋的形成。在142个对照组中未发现该突变。将突变体转染到HT1080细胞中会导致COL4A2和COL4A1的细胞外比明显降低（120130），说明这两种蛋白的正确分泌受到干扰。尽管细胞内免疫标记表明细胞外与细胞内COL4A1和COL4A2之比的降低是由于保留在ER中引起的，但没有证据表明ER应激或未折叠的蛋白应答被激活。该患者是一名69岁的非洲裔美国人，右枕叶可能患有CAA（605714）相关的ICH。他出血时没有服用阿司匹林或抗凝剂，也没有ICH家族史。

.0006脑小血管疾病2
COL4A2，GLY1377ARG
Cavallin等人在一名患有脑小血管疾病2（BSVD2; 614483）的4岁女孩中（患者1）（2018）在COL4A2基因中发现了杂合的c.4129G-A过渡，导致胶原三螺旋结构域中的gly1377-arg（G1377R）取代。通过直接分析COL4A2基因发现并通过Sanger测序证实了该突变，并针对公共数据库进行了过滤。该突变是从母亲那里遗传而来的，母亲的脑部影像显示脑室周围白质信号亢进。但是，她没有神经系统症状。家族史显示，母亲先前的怀孕因胎儿脑出血而中断；胎儿的DNA分析发现了突变。此外，先证者的外祖父死于脑溢血，享年40岁。无法获得他的DNA。未进行变体的功能研究和患者细胞研究，

.0007脑小血管疾病2
COL4A2，IVS24DS，GA，+ 1
Cavallin等人在一名患有脑小血管疾病2（BSVD2; 614483）的11岁男孩中（患者2）（2018）在COL4A2基因（c.1776 + 1G-A）的内含子24中鉴定出杂合的G到A过渡，预计会导致剪接位点改变，外显子24的跳过和过早终止（Glu558Ter） 。通过直接分析COL4A2基因发现并通过Sanger测序证实了该突变，并针对公共数据库进行了过滤。该突变是从无症状母亲那里继承的，该母亲没有进行脑成像。没有进行变体的功能研究和对患者细胞的研究，但根据ACMG标准将突变分类为致病性。