鞭毛内转移 88

Moyer等(1994)克隆并鉴定了Ift88基因,最初称为Tg737,该基因是转基因小鼠中的突变位点,具有插入突变,该突变导致表型类似于人常染色体隐性隐性多囊肾病(PKD4; 263200)。Schrick等(1995年)确定了人类IFT88。推导的人和小鼠蛋白质共享95%的序列同一性,并包含四肽重复序列。2.9kb IFT88 mRNA显示出广泛的组织分布,包括肾脏和肝脏。

细胞遗传学位置:13q12.11
基因座标(GRCh38):13:20,566,445-20,691,443

▼ 基因结构
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Schrick等(1995)确定IFT88基因包含26个外显子并且跨越100 kb的基因组DNA。

▼ 测绘
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通过荧光原位杂交,Schrick等(1995)将IFT88基因定位到13q12.1染色体。

▼ 基因功能
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Yoder等(2002)发现多囊性肾脏疾病蛋白polycystin-1(PKD1; 601313),polycystin-2(PDK2; 173910),北极星(IFT88)和胱氨酸(CYS1; 618713)在肾纤毛中共定位。

Pazour等(2002年)表明鞭毛内转移颗粒蛋白定位于连接纤毛的感光细胞。他们进一步发现,Tg737基因突变的小鼠具有异常的外段发育和视网膜变性。Pazour等(2002)得出结论,鞭毛内转移对脊椎动物外段的组装和维持很重要。

Yoder等(2002年)探讨了北极星在Madin-Darby犬肾细胞中初级纤毛中的作用。结果表明,在纤毛形成过程中,北极星的定位和溶解度发生了巨大变化。这些变化与上皮顶表面的基体和大蛋白筏的形成有关。皮质收集导管细胞系衍生自具有Tg737基因突变的小鼠。细胞不发育正常的纤毛,但是可以通过野生型Tg737基因的重新表达来纠正。Yoder等(2002)得出结论,原发纤毛对正常的肾功能和/或发育很重要,并且纤毛缺陷可能是Tg737突变orpk小鼠囊性疾病的一个成因。

通过对小鼠耳蜗的免疫荧光分析,Jones等人(2008)发现Ift88在Corti器官的运动的睫状轴突中表达,并在胚胎第14.5天在运动的基部富集。琼斯等人通过有条件地灭活动植物中的Ift88(2008年)表明,Ift88是上皮平面细胞极性和耳蜗管的收敛延伸所必需的,并且Ift88与平面细胞极性蛋白Vangl2(600533)相互作用。他们还证明,毛细胞的固有极性需要Ift88和/或纤毛,并将核心平面细胞极性蛋白与形态极化耦合,以调节Corti器官中的平面细胞极性。

使用免疫荧光分析和延时显微镜,Delaval等(2011年)证明HeLa细胞,Tg737(orpk)突变小鼠肾细胞和斑马鱼胚胎中的IFT88耗竭诱导有丝分裂缺陷。进一步的分析确定了IFT88是动力蛋白-1(请参见600112)驱动的复合物的一部分,该复合物将含有微管成核蛋白的外周微管簇转移到纺锤体极,以确保星状微管阵列的正确形成和正确的纺锤定向。

为了确定初级纤毛在自噬中的作用,Pampliega等人(2013年)使用了两种细胞胶质生成受损的细胞模型:小鼠胚胎成纤维细胞稳定敲低了IFT20(614394),小鼠的肾上皮细胞具有亚型突变IFT88。IFT20和IFT88是纤毛发生所需的IFT-B复杂成分。去除血清24小时后,在Ift20-null小鼠胚胎成纤维细胞中可检测到的原纤毛细胞减少了60%,而在Ift88-null肾上皮细胞中几乎不存在。Pampliega等(2013年)继续表明参与纤毛发生的部分分子机制也参与自噬过程的早期步骤。来自纤毛的信号,例如来自刺猬信号的信号(参见SHH,600725),通过直接作用于纤毛转移蛋白策略性地位于纤毛基部中的必需自噬相关蛋白来诱导自噬。取消纤毛形成会部分抑制自噬,而在正常的营养条件下,自噬的阻断会增强初级纤毛的生长和纤毛相关的信号传导。Pampliega等(2013年)提出基础自噬通过鞭毛内转移所需蛋白质的降解来调节睫状生长。激活自噬反应的能力受损可能是一些常见的纤毛病的基础。

▼ 分子遗传学
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排除研究

Onuchic等(1995)对36例常染色体隐性隐性多囊肾病患者的人IFT88基因进行了DNA序列分析。筛选编码外显子及其相邻的剪接位点的突变。尽管发现了1个外显子和2个内含子多态性位点,但未鉴定出致病突变。作者指出,在IFT88基因中发现的多态性将使其未来的评估成为其他隐性肾脏疾病的候选基因和人类多囊性肾脏疾病的修饰基因。

▼ 动物模型
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橡树岭多囊肾(orpk)突变小鼠模型是由转基因插入Tg737基因产生的,并表现出具有肾脏,肝脏和胰腺病变的多效综合征。Sommardahl等(2001年)发现在不同遗传背景下繁殖时,orpk突变的表型表达存在明显差异。当Sommardahl等(2001)将突变体繁殖到不同的背景并进行了全基因组扫描,他们发现orpk突变体的大部分变异都可归因于4号染色体的末端。

Taulman等(2001)发现北极星在拥有活动或不活动纤毛和精子的细胞中表达。同样,北极星集中在基体区域的顶膜下方和纤毛或鞭毛轴突内。Taulman等(2001)得出结论,北极星在纤毛形成途径或纤毛维持中起作用,这种作用由orpk脑室的室管膜细胞层上纤毛的丧失和Tg737突变体中结节纤毛的缺乏支持。

在对由乙基亚硝基脲诱导的胚胎模式突变进行的筛选中,Huangfu等人(2003)确定了2个小鼠突变体,wimple(wim)和flexo(fxo),它们缺乏腹侧神经细胞类型,并显示了Shh信号缺陷的其他表型特征。这两个突变都破坏鞭毛内转运蛋白:wim突变是先前未表征的Ift172小鼠同源物的等位基因(607386),而fxo是北极星的亚型等位基因,即Ift88的小鼠同源物。遗传分析表明,在刺猬蛋白受体Patched-1的下游,刺猬蛋白信号传递需要wim,北极星和鞭毛内转运运动蛋白Kif3a(604683)(请参见601309)。皇甫等(2003年)结论认为鞭毛内转移机制在刺猬信号转导中具有重要的和脊椎动物特有的作用。

Cano等(2004年)表明,orpk小鼠的胰腺缺陷在妊娠末期开始发生,伴随着发育中的胰管的初步膨胀。出生后导管扩张迅速,并导致形成相互连接的大型囊肿。胰管的扩张伴随着邻近腺泡细胞的凋亡,而内分泌细胞的分化和胰岛的形成似乎并未受到影响。在orpk胰腺中,纤毛数量减少,纤毛长度减少。在orpk小鼠中polycystin-2(173910)的表达是错误定位的。此外,β-连环蛋白的细胞定位(参见116806),参与细胞粘附和Wnt蛋白质(见164820)信令,被改变。Cano等(2004年)得出结论,要使胰腺成熟和维持适当的组织,就需要北极星和主要的纤毛功能。

Wong等(2009年)发现人类基底细胞癌(BCCs)经常被纤毛化,他们通过有条件地删除2个刺猬通路依赖性小鼠肿瘤模型中的纤毛发生基因Kif3a或Ift88,来测试纤毛在BCC中的作用。睫状体消融抑制了激活的Smoothened诱导的BCC样小鼠肿瘤(601500)。相反,去除纤毛会加速激活Gli2诱导的肿瘤(165230)。Wong等(2009)的结论是,这些矛盾的作用与纤毛在介导Hh信号通路的激活和抑制中的双重作用是一致的。

田等(2017)发现,在小鼠颅神经neural细胞中特异性缺失Ift88会导致因严重颅面缺陷(包括双侧left唇和pa裂和舌头的发育不良)而导致围产期死亡,而颅神经neural细胞衍生的pa间充质失去原发纤毛。这些突变小鼠在pa形成的早期阶段神经c细胞增殖也减少,并且pa间充质细胞中的Shh信号通路下调。在t间充质中特异性缺失Ift88的小鼠表现出孤立的c裂。田等(2017)得出结论,Ift88在小鼠嘴唇和上颚区域的CNC衍生的间质中,在初级纤毛中具有高度保守的功能。