高密度脂蛋白胆固醇水平QTL 7；耳髁状突综合症；单侧问号耳朵；内皮素1

在人体中已经鉴定了一系列结构和药理学上不同的肽，即内皮素（Inoue等，1989）。已经鉴定出人内皮素的三种同工型：内皮素-1，-2和-3。内皮素-1是由血管内皮细胞产生的有效的21个氨基酸的血管收缩肽。井上等（1989）克隆了人类前原内皮素-1基因的全长和相应的cDNA，并确定了完整的核苷酸序列。人前原内皮素-1 mRNA由2,026个核苷酸组成，不包括poly（A）尾巴。内皮素-1最初是从猪主动脉内皮细胞培养物的上清液中分离出来的，是已知的最有效的血管收缩剂。随后从人胎盘cDNA文库进行克隆和序列分析表明，人内皮素-1与猪内皮素相同。内皮素除了具有血管收缩作用外，还对中枢神经系统和神经元兴奋性有影响。

戈登等（2013）指出EDN1被翻译成212个氨基酸的前蛋白，它经历一系列蛋白水解过程：信号肽酶切割产生proEDN1；在proEDN1的2个位点被弗林蛋白酶（136950）裂解以释放38个氨基酸的bigEDN1。用ECE酶切割bigEDN1产生成熟的，具有生物活性的EDN1肽，该肽由21个氨基酸组成。

细胞遗传学位置：6p24.1
基因座标（GRCh38）：6：12,256,462-12,297,193

▼ 基因结构
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井上等（1989）确定EDN1基因由分布在6,836 bp的5个外显子组成。

贝纳蒂等（1993）证明了通过使用不同的启动子从一个基因产生至少2个前内皮素-1 mRNA。这两个分子共享相同的编码序列，但在5个引物的非翻译区有所不同。对2种mRNA的组织分布的分析显示，大脑和心脏组织中一种mRNA的组织类型特异性。

▼ 生化特征
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晶体结构

Shihoya等（2016），报道了人类内皮素B型受体（131244）的晶体结构，无配体形式并与内源性激动剂内皮素-1形成复合物。结构和突变分析揭示了内皮素-1和-3之间异肽选择性的机制。跨膜螺旋1、2、6和7以几乎不可逆的方式移动并包裹整个内皮素肽。激动剂诱导的构象变化遗传到受体核心和细胞质G蛋白偶联界面，并可能在TM6中诱导构象柔性。与M2毒蕈碱受体（CHRM2; 118493）的比较表明，AG类蛋白偶联受体具有共同的信号转导机制。

▼ 测绘
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Bloch等（Amami等人，（1989））将ET1基因定位于人染色体6上。通过对体细胞杂种DNA进行Southern印迹分析并通过原位杂交（1991）证实了EDN1分配给6号染色体，并将其区域化为6p24-p23。通过成对连锁分析，Pages等人（1993年）将EDN1放在D6S89的远端（theta = 0.059，最大lod = 78.98）和F13A1的近端（theta = 0.113，最大lod = 38.65）。

前村等（1996） Edn1基因对应到小鼠13号染色体，其中小鼠突变先天性脑积水（ch）也被映射。

▼ 基因功能
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Giaid等人在研究来自脊髓和背根神经节的尸体材料时使用原位杂交（1989年）发现了在背神经节和脊髓的不同神经元细胞类型中表达内皮素-1 mRNA的证据。

Maemura等（1996）发现在成年小鼠的肺中检测到Edn1 mRNA的最高表达，而在胚胎中，该基因主要在咽弓的上皮和间充质以及大动脉的内皮中表达。

为了研究妊娠特异性激素环境对ET1和ET1受体（EDNR）表达的影响，Bourgeois等人（1997）培养并鉴定了来自绒毛干血管的血管平滑肌细胞。他们研究了绒毛干血管的肌肉层是否可能是胎盘中描述的ET1表达的一个位点，并研究了胎盘血管平滑肌细胞（PVSMC）中的表达。在茎绒毛血管中鉴定出肽前体prepro-ET1和prepro-ET3 mRNA，而在PVSMC中仅观察到prepro-ET1 mRNA。作者将这些细胞表达的EDNR与干绒毛血管的肌肉层进行了比较。而EDNRA（131243）和EDNRB（131244））存在于茎绒毛血管中，他们发现PVSMC仅表达EDNRA。他们描述了另一种剪接的EDNRA转录本，该转录本是通过排除茎绒毛血管和PVSMC中的外显子3产生的。作者得出的结论是，EDNLA mRNA的可变剪接机制可以构成对活动性EDNRA丰富性的控制。

Maggi等（2000）证明，在源自人胎儿嗅觉上皮的FNC-B4细胞中，性类固醇和增香剂均调节GnRH的分泌。他们在这种分泌GnRH的神经元细胞中发现了EDN1的生物活性。原位杂交和免疫组织化学揭示了EDN1及其转化酶（ECE1; 600423）在胎儿嗅觉粘膜和FNC-B4细胞中的基因和蛋白质表达。放射性标记的EDN1和EDN3的实验（131242）强烈表明存在2类结合位点，分别对应于ETA（16,500个位点/细胞）和ETB受体（8,700个位点/细胞）。使用选择性类似物的功能研究表明，这两类受体在分泌人GnRH的细胞中具有不同的功能。ETA受体亚型介导细胞内钙和GnRH分泌的增加。

内皮素-1在肾小管和其他组织中抑制活性Na-K转运达50％（Zeidel等，1989）。Okafor and Delamere（2001）指出房水中低水平的ET1的存在以及从睫状突中释放ET1的潜力表明晶状体可能在体内暴露于ET1。他们研究了ET1对猪晶状体中Na-K主动转运的影响。他们的结果表明，ET1通过激活EDNRA和EDNRB抑制了主动晶状体Na-K的转运。ET受体的活化还引起培养的晶状体上皮细胞中细胞质钙浓度的增加。对ET1的两种反应似乎都具有酪氨酸激酶步骤。

Udono等（2001）研究了缺氧对人视网膜色素上皮细胞（RPE）中肾上腺髓质素（ADM; 103275）和内皮素产生和分泌的影响。他们发现，在所有研究的3种RPE细胞系中，低氧都会增加培养基中ADM mRNA的水平和免疫反应性ADM的水平。在2种培养基中检测到免疫反应性ET1。缺氧处理28小时可在1种培养的细胞培养基中将免疫反应性ET1水平提高约1.3倍，但在2种细胞系中降低。用ADM处理改善了低氧诱导的细胞数量减少。外源ET1对常氧或低氧条件下的细胞数量没有明显影响。Udono等（2001年） 得出的结论是，由缺氧诱导的ADM可能对RPE细胞中的缺氧细胞损伤具有保护作用。

Napolitano等（2000年）研究了ET1与胎儿胎盘单元中一氧化氮（NO）系统之间的相互作用。他们检查了从子痫前期获得的人培养的胎盘滋养层细胞中ET1，mRNA诱导型合酶（iNOS; 163730）和内皮NOS（eNOS; 163729）的mRNA表达（189800））和血压正常的怀孕。在子痫前期细胞中ET1表达增加，而代表NO合成的主要来源的iNOS减少；相反，eNOS表达增加。ET1能够影响自身和正常子痫前滋养细胞培养细胞中NOS亚型的表达。研究结果表明，ET和NOS同工型之间存在功能上的联系，这可能构成导致子痫前期病理生理特征的胎盘血流减少和对母体循环中血流阻力增加的生物学机制。

Pache等（2002年）验证了这一假设，即有4名经活检证实的巨细胞动脉炎患者血浆ET-1会增加（187360）。尽管增加的临床意义需要进一步评估，但所有患者均显示血浆内皮素-1水平显着增加。

Jamal和Schneider（2002）发现，通过EDNRB紫外线诱导EDN1下调了人黑素细胞和黑素瘤细胞中的E-钙粘蛋白（192090）及其相关联的连环蛋白。E-钙黏着蛋白通过该途径的下调涉及半胱天冬酶-8的下游激活（601763），但不涉及远端execution子手的半胱天冬酶，并且它不会导致细胞凋亡。EDN1还诱导半胱天冬酶-8与E-钙粘蛋白/β-连环蛋白（116806）复合物之间的瞬时缔合。Jamal和Schneider（2002）得出结论，通过这种途径抑制E-钙粘着蛋白会促进黑色素瘤的侵袭。

内皮素-1是一种疼痛介质，参与了从创伤到癌症的各种疼痛状态的发病机制。它是一种有效的血管活性肽，似乎与癌症有关，与缺血状态（如冠状动脉疾病或镰状细胞性贫血）和炎症（如关节炎）有关的疼痛的发病机制。内皮素-1由正常皮肤中的角质形成细胞合成，并在皮肤损伤后局部释放。虽然它能够通过其对局部伤害感受器的内皮素A受体（EDNRA；131243）的作用触发疼痛，但它可以同时通过内皮素B受体（EDNRB；131244）产生镇痛作用。Khodorova等（2003年）绘制了一种内源性镇痛回路，其中内皮素B受体的激活诱导了角质形成细胞释放β-内啡肽，并激活了与伤害感受器上的阿片受体相连的G蛋白偶联的内向整流钾通道（GIRK，也称为Kir-3）。这些结果表明存在控制皮肤周围疼痛的内在反馈机制，并将角质形成细胞建立为内皮素-B受体操纵的阿片样物质池。

成骨细胞骨转移在前列腺癌和乳腺癌患者中很常见。Yin等（2003）试图确定肿瘤细胞刺激新骨形成的机制。他们确定了3种导致小鼠模型中成骨细胞转移并分泌内皮素1的乳腺癌细胞系。肿瘤产生的内皮素-1通过内皮素A受体刺激体外新骨形成，并在体内刺激成骨细胞转移。用口服活性内皮素-A受体拮抗剂治疗可显着减少接种特定系癌细胞的小鼠的骨转移和肿瘤负担。Yin等（2003）得出结论，产生肿瘤的内皮素-1可能在成骨细胞骨转移的建立中起主要作用，并且内皮素-A受体阻滞（Remuzzi等，2002）是一种有希望的治疗形式。

Chauhan等（2004年）描述了向大鼠视神经长期给予ET1的模型，并评估了其对视网膜神经节细胞和轴突存活的影响。ET1导致视神经血流量平均减少68％。这导致视网膜神经节细胞及其轴突随时间的流失，而视盘形态没有明显变化。

Campia等（2004）研究了37名血压正常和27名高血压患者对动脉内注射内皮素-A受体阻滞剂的前臂血流反应。在高血压患者中，黑人的阻断剂的血管扩张作用明显高于白人（p = 0.01），而黑人或白人的健康对照者的血流量却没有受到明显的影响。Campia等（2004年）得出的结论是，高血压黑人增强了EDNRA依赖性血管收缩剂的张力，他们认为这可能与ET1的产生增加有关。

胎盘生长因子（PGF; 601121）通过HIF1-α（HIF1A; 603348）上调ET1表达。Li等人使用原代人内皮细胞和细胞系（2015年）发现，PGF还通过涉及PAX5（167414）和microRNA-648（MIR648; 616205）的途径上调ET1 。他们表明，MIR648直接靶向ET1的3-prime UTR并破坏了转录本的稳定性，从而减少了ET1的翻译。过度表达和基因敲低研究表明，PGF通过下调PAX5（MIR648表达的阳性调节剂）间接降低MIR648的含量。

▼ 分子遗传学
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耳con突综合征3

Gordon等在来自两个不相关的近亲家族的耳con综合征3（ARCND3; 615706）的患者中（2013年）确定了EDN1基因的错义突变（131240.0002和131240.0003）的纯合性，该突变与每个家庭的疾病分开。

孤立的问号耳朵

Gordon等人在来自两个不相关家庭的患病个体中，他们的耳朵没有问号（QME；612798）（2013年）确定了EDN1基因中的错义（V64D；131240.0004）和无义（Y83X；131240.0005）突变的杂合性。在每个家庭中，突变与疾病分开。戈登等（2013年）提出了一个模型，其中杂合零EDN1等位基因导致孤立的问号耳朵，而亚同型等位基因导致纯合子的耳dy突综合征表型，而在杂合子中没有表型。

高密度脂蛋白胆固醇定量特征位点7

Pare等（2007年）使用候选基因方法研究了魁北克东北部Saguenay-Lac-Saint-Jean（SLSJ）地区的冠状动脉疾病（CAD）。SLSJ地区居住着大约280,000的原型“创始人效应”人口，该人口在17-18世纪由法国移民在新法兰西建立时遇到了第一个瓶颈，而在19世纪的SLSJ地区。因此，只有大约600个祖先贡献了多达70％的遗传资源（Heyer和Tremblay，1995年）。预计该种群将显示出等位基因和遗传异质性下降，这是阻碍解剖复杂性状遗传结构的两种现象。该项目涉及分析来自142个家庭的884个个体（平均同胞关系为5.7）以及来自SLSJ地区的558个病例和对照对象，并在103个候选基因中使用了1,536个SNP。在染色体1p36.22上发现了高密度脂蛋白（HDL）胆固醇的暗示性连锁。此外，在邦费罗尼校正后的多项测试中，仍观察到与脂蛋白相关性状以及脂联素的血浆浓度相关的几种关联（605441）。值得注意的是，HDL胆固醇水平（HDLCQ7; 618979）与EDN1基因中的lys198-asn（K198N）取代（rs5370 ; 131240.0001）以性别特异性方式相关，并与卵磷脂：胆固醇酰基转移酶上游7.7 kb的SNP（LCAT; 606967）相关联。先前已描述了其他观察到的关联，而这2个则没有。Pare等人使用806个人的孤立验证样本（2007年）证实了EDN1关联（p小于0.005），而LCAT关联不显着（p = 0.12）。

威尔特郡等（2008年）分析了来自西澳大利亚州的1109例普通人群和556例冠心病患者的EDN1基因的K198N多态性，发现与高血压，收缩压，血脂，胰岛素抵抗或代谢综合征无关。无论是人口。

排除研究

Berge和Berg（1992）发现EDN1位点的TaqI DNA多态性与正常血压水平或血压变异性之间没有关系。

Pezzetti等（2000年）检查了内皮素基因和内皮素途径中的其他3个基因（ECE1，EDNRA，EDNRB）是否可能是口腔颌骨裂的候选对象（OFC；119530）。连锁结果表明这些基因均不参与OFC的发病机制。

▼ 动物模型
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Kurihara等（1994）发现纯合子的内皮素-1基因敲除小鼠在出生时因呼吸衰竭而死亡，并具有咽弓来源的颅面组织器官的形态异常。杂合型小鼠产生的内皮素-1水平低于野生型小鼠，并且血压升高。纯合ET1缺陷型小鼠的表型与第一咽弓综合症非常相似，例如Pierre Robin综合征（261800）和Treacher Collins综合征（154500）。

为了阐明ET1的生理和病理生理作用，Kurihara等人（1994年）通过基因靶向破坏了小鼠的Edn1基因座，并证明ET1对于咽弓来源的组织和器官的正常发育至关重要。在后来的研究中，Kurihara等人（1995）专注于纯合缺陷小鼠心血管系统的表型表现。他们发现了心血管畸形，包括主动脉弓中断（2.3％），主动脉弓肾小管发育不全（4.6％），右锁骨下动脉异常（12.9％）以及伴有流出道异常的室间隔缺损（48.4％）。通过使用中和性单克隆抗体或EDNRA的选择性拮抗剂治疗，可增加这些异常的频率和程度。在早期的胚胎期，纯合子会扰乱咽弓动脉和心内膜垫的形成。Kurihara等人的原位杂交（1995）证实ET1在弓状动脉和心脏流出道的内皮，心内膜垫以及咽弓的上皮中表达。因此，他们得出结论，ET1参与心脏和大血管的正常发育，循环中的ET1和/或其他ET亚型可能至少部分通过EDNRA引起功能冗余。

在胚胎发生过程中，循环系统的建立需要心脏和血管的有组织发育。六对分支弓形动脉从头到尾方向出现，形成头颈大血管和大动脉的前兆。弓形动脉的顺序重塑以及右背主动脉的退化导致成熟生物体内的动脉系统高度不对称。消融雏鸡胚胎中的心脏神经rest所产生的表型表明，心脏神经arch细胞与弓形动脉的改变密切相关（Kirby和Waldo，1995年，发展为各种类型的大血管异常和分隔缺陷）。）。柳泽等（1998）和Clouthier等（1998年）发现，缺乏Ece1（600423）或Ednra（131243）的小鼠在一部分头部和心脏神经c 衍生物中出现缺陷。发现Ece1-/-和Ednra-/-小鼠中最常见的大血管畸形是左颈总动脉与左锁骨下动脉之间的主动脉弓中断（B型主动脉弓中断）。第二个最常见的缺陷是右锁骨下动脉缺失。在流出道异常中，几乎在所有胚胎中均观察到了膜周室间隔缺损，且其中任一基因均被破坏。在进一步的研究中，Yanagisawa等（1998）证明了具有基因破坏的小鼠中的缺陷与神经c消融的鸡胚和人类先天性心脏缺陷中所见的缺陷高度相似。作者证明，内皮素-1 /内皮素受体A途径介导的信号传导通过影响移民后心脏神经c细胞的发育，在主动脉弓形成复杂过程中起重要作用。

响应多种压力，心脏中还会产生内皮素-1，内皮素是一种由内皮表达的有效血管收缩肽。它在培养的心肌细胞中诱导肥大，但仅在远高于血浆中发现的浓度下诱导肥大。Shohet等（2004）测试了心肌细胞在体内产生的内皮素-1是否是心肌肥大的局部信号。为了避免在全身性Et1无效小鼠中看到围产期致死性，他们使用Cre / loxP系统产生了具有心肌细胞特异性Et1基因破坏的小鼠。他们使用了α-肌球蛋白重链（160710）启动子驱动Cre的表达，并在基线时以及在体内用三碘甲状腺素（T3）刺激24小时后，从这些小鼠分离的心肌细胞中Et1 mRNA降低了75％。尸体解剖测量的以体重为指标的心脏质量显示，与具有完整Et1基因的同胞相比，纯合小鼠中Et1等位基因纯合的小鼠对16天外源性T3的反应使心脏肥大减少了57％。此外，体内MRI显示在等位基因被破坏的小鼠中，经T3治疗3周后，左心室重量仅增加了3％，​​而具有完整Et1基因的小鼠则增加了47％。Shohet等（2004年） 结论是，由心肌细胞局部产生并以旁分泌/自分泌方式起作用的ET1是心肌肥大的重要信号，可促进对甲状腺激素的反应。

在对神经生长因子（NGFB; 162030）的调节剂的研究中，Ieda等人（2004年）发现EDN1特异性上调了原代培养的心肌细胞中NGFB的表达。EDN1诱导的NGF增强由EDNRA，Gi-β-γ（参见139310），PKC（参见176960），Src家族（参见190090），EGFR（131550），MAPK3（601795），MAPK14（600289），AP1 介导（165160）和CEBPD（116898）。条件培养基或与EDN1刺激的心肌细胞共培养均可导致NGF介导的PC12细胞分化。缺乏Edn1的小鼠心脏中NGF表达减少，去甲肾上腺素浓度降低，心脏交感神经减少，交感星状神经节的细胞凋亡过多，并且胚胎后期神经元丢失。在Edn1缺陷型小鼠中，心脏特异性NGF的过度表达克服了交感神经表达减少和星状神经节神经元丢失的问题。艾达等（2004年）得出结论，EDN1在心脏的交感神经中起着关键作用。

安（Ahn）等人（2004年）生成的小鼠具有Et1的收集管特异性敲除，没有收集管Et1 mRNA和减少的尿Et1排泄。在正常的钠饮食下，小鼠为高血压，而体重，钠排泄，尿醛固酮排泄和血浆肾素活性不变。在高钠饮食下，他们与对照组相比，高血压，尿钠排泄减少，体重增加过多，但醛固酮排泄和血浆肾素活性无差异。安（Ahn）等人（2004年）得出的结论是，收集导管衍生的ET1是肾钠排泄和全身血压的重要生理调节剂。

在成年转基因小鼠中，条件性心脏限制型ET1过表达（2004年）观察到核因子κB（见164011）易位，细胞因子表达，炎症和肥大，导致扩张的心肌病，充血性心力衰竭和转基因诱导后5周内死亡。联合使用EDNRA / EDNRB拮抗剂观察到生存期显着延长，而使用EDNRA选择性拮抗剂则没有观察到生存期延长，这与EDNRB在该模型中的重要作用相一致。

▼ 等位基因变异体（5个示例）：
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.0001内皮素1多态性
EDN1，LYS198ASN（rs5370）

Pare等人在魁北克Saguenay-Lac-Saint-Jean地区的建立者人群中研究了103种候选冠状动脉疾病相关基因和相关表型（2007年）发现HDL胆固醇水平（HDLCQ7; 618979）与EDN1基因第198位密码子（K198N）处的赖氨酸-天冬酰胺置换具有性别特异性。K198N替代（rs5370）的次要等位基因T（asn）与较低的HDL胆固醇值相关。女性在rs5370与HDL胆固醇之间显示出很强的关联性（P = 1.3 x 10（-5）），而在男性中则没有发现这种显着关联（P = 0.14）。

威尔特郡等（2008年）分析了来自西澳大利亚普通人群的1109例个体和556例冠心病患者的EDN1基因的K198N多态性，发现这两个人群均与HDL水平无关。

Hamosh（2020）指出K198N变体存在于gnomAD数据库中的282,808个等位基因中的64,341个和8,202个纯合子中，等位基因频率为0.2275（2020年8月10日）。

.0002耳突综合征3
EDN1，LYS91GLU
在最初由Gordon等人研究的3个来自耳a突综合征3近亲家族的同胞中（ARCND3; 615706）（2013年）（“案例10”），Gordon等（2013年）确定了EDN1基因中c.271A-G过渡的纯合性，导致在C端proEDN1弗林蛋白酶识别位点的保守残基处发生lys91-glu（K91E）取代。患者的未受影响的父母和未受影响的同胞对于突变是杂合的，在超过3000个内部外显子组或dbSNP（内部版本135），NHLBI外显子组测序项目外显子组变异服务器（发行版ESP6500SI-V2）中未发现，或1000个基因组计划（发布日期为2011年5月21日）数据库。

.0003耳CON突综合征3
EDN1，PRO77HIS
最初来自Guion-Almeida等人的描述，来自一个来自近亲家族的23岁男性，患有耳con突综合征3（ARCND3; 615706）（2002）（患者2），Gordon等（2013年）确定了EDN1基因中c.230C-A的纯合，导致在bigEDN1内高度保守的残基上的pro77-his（P77H）取代，ECE酶切割位点C端的4个氨基酸。该名男子未受影响的母亲是该突变的杂合子。

.0004隔离的问号耳朵
EDN1，VAL64ASP
在亚美尼亚的母女中，她的耳朵带有孤立的问号（QME；612798），以前由Gordon等人研究（2013年）（“案例11”），Gordon等（2013年）确定了EDN1基因中c.191T-A转化的纯合性，导致在成熟EDN1蛋白中高度保守的残基处发生val64到asp（V64D）取代。

.0005孤立的问号耳朵
EDN1，TYR83TER
Gordon等人先前在研究中发现了非洲裔的母女，她的耳朵带有孤立的问号（QME; 612798）（2013年）（“案例12”），Gordon等（2013年）确定了EDN1基因外显子3中c.249T-G转化的纯合性，导致bigEDN1（成熟肽的C端）内的tyr83-to-ter（Y83X）取代。已故的母亲的父亲和祖母的耳朵也带有问号。