肝素辅助因子II

肝素辅因子II是血浆中的丝氨酸蛋白酶抑制剂,在硫酸皮肤素或肝素存在下可快速抑制凝血酶(Kondo等,1996)。

细胞遗传学位置:22q11.21
基因座标(GRCh38):22:20,774,112-20,787,719

Gene-Phenotype Relationships
Location Phenotype Phenotype
MIM number
Inheritance Phenotype
mapping key
22q11.21 Thrombophilia due to heparin cofactor II deficiency 612356 AD 3

▼ 克隆和表达
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Ragg(1986)从人肝脏cDNA文库中分离了蛋白酶抑制剂家族的一个新成员。该抑制剂名为leuserpin-2,具有48个氨基酸,并在其假定的反应中心含有一个亮氨酸残基。它显示出与血浆蛋白酶抑制剂家族的3个人类成员大约25%至28%的同源性:抗凝血酶III(AT3; 107300),α-1-抗胰蛋白酶(PI; 107400)和α-1- 抗胰凝乳蛋白酶(AACT; 107280) 。与公开的部分氨基酸序列比较表明,LS2与肝素辅因子II密切相关或相同。

Blinder等(1988)从人肝脏cDNA文库中分离出了HCF II的明显全长cDNA。

▼ 基因结构
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Herzog等(1991)确定HCF2基因包含5个外显子。

▼ 测绘
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通过探针与从分选的人类染色体分离的DNA的印迹杂交,Blinder等人。Herzog等人(1988)将HCF2基因定位于第22号染色体。通过使用仅携带人类第22号染色体部分的啮齿动物-人体细胞杂种,以及对慢性粒细胞白血病细胞系的研究,Herzog等(1991)将HCF2基因定位在22q11染色体上,靠近断点簇区域(151410)。

▼ 基因功能
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Aihara等(2004年)测量了306名40岁以上日本人(平均年龄,68.9岁)的血浆HCF II活性,HDL胆固醇水平和颈动脉斑块厚度,并观察到HCF II活性随年龄下降。多元回归分析表明,血浆HCF II活性和HDL胆固醇水平与噬斑厚度减少孤立相关,并且HCF II活性的抗动脉粥样硬化作用强于HDL胆固醇。

▼ 分子遗传学
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使用交叉免疫电泳,安德森等(1987)是第一个在两个患有HCF II缺乏症的挪威家庭的成员中证明HCF II分子的分子异质性,即所谓的“奥斯陆变体”(612356)。他们的发现与常染色体显性遗传模式一致。受影响的个体具有正常HCF II正常量的一半,并被认为是杂合子。

Blinder等人使用PCR技术(1989)从患有Oslo变体的患者中扩增了编码HCF II的N末端220个氨基酸的DNA片段。他们确定了一个点突变,导致1个等位基因中的arg189-his(R189H; 142360.0001)取代。Blinder等(1989)通过寡核苷酸定向诱变在天然HCF II的cDNA中产生相同的突变,并在大肠杆菌中表达。重组辅因子在肝素存在下与凝血酶反应,但在硫酸皮肤素中没有,从而证实R189H突变是造成HCF II Oslo功能异常的原因。

▼ 动物模型
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维森特等(2007)报道了Hcf2-/-小鼠以预期的孟德尔频率出生,它们看起来正常并且可育。然而,维森特等(2007年)发现Hcf2-/-小鼠比野生型小鼠对颈总动脉机械扩张后的内膜形成更敏感。在损伤后48小时内静脉内给予硫酸皮肤素抑制野生型小鼠新内膜的形成,但对Hcf2-/-小鼠无作用。此外,Hcf2缺失增加了ApoE(107741)-/-小鼠主动脉弓中饮食引起的动脉粥样硬化病变的大小。维森特等(2007年) 结论认为,HCF2缺乏会促进动脉粥样硬化的形成和新内膜的形成,而硫酸皮肤素治疗会以HCF2依赖性方式减少新内膜的形成。

▼ 等位基因变异体(4个示例):
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.0001肝素系数II缺陷
SERPIND1,ARG189HIS
通过聚合酶链反应(PCR),Blinder等人(1989)从患有HCF II缺乏症(612356)和Oslo HCF II变体的患者中扩增编码肝素辅因子II的N-末端220个氨基酸残基的DNA片段。在1个等位基因中发现了一个点突变(G到A),导致其被arg189取代。通过寡核苷酸定向诱变在天然肝素辅因子II的cDNA中产生相同的突变,并在大肠杆菌中表达。重组辅因子在肝素存在下与凝血酶反应,但在硫酸皮肤素中不发生反应,从而证实该突变是造成HCF II Oslo功能异常的原因。

.0002肝素系数II缺陷
SERPIND1、1-BP INS,T,外显子2
近藤等(1996年)研究了日本患有I型HCF II缺乏症(612356)的患者的缺陷,该患者患有心绞痛和冠状动脉疾病。基于PCR的序列分析表明,患者的HCF2基因插入了1 bp,在外显子2的asp88的GAT密码子后T,导致移码。异常HCF II Awaji蛋白被预测具有从位置89改变的氨基酸序列,并终止于残基107,因此由正常HCF II的NH2末端的五分之一组成,因此对凝血酶的抑制功能失调。姐姐似乎有相同的突变。细胞研究表明,异常HCF II Awaji蛋白正常分泌,但在循环血液中迅速降解。

.0003肝素因凝血酶II缺乏症而引起的血栓形成
SERPIND1,2-BP DEL,12896TT
在来自意大利北部里米尼省的2名无关患者中,I型HCF II缺乏和血栓形成(THPH10;612356),Bernardi等人(1996)确定HCF2基因的外显子5的2个bp的缺失(12896delTT)的杂合性,导致在leu457的移码将蛋白质延长4个氨基酸。该变体命名为HCF II Rimini。在两个先证者中,诊断出另一种遗传性血栓形成性改变:在1和I型蛋白C缺乏症(176860)中检测到V因子莱顿突变(R506Q; 612309.0001))。在每个家庭的几个未受影响的成员中对单个缺陷的追踪表明,该突变仅在双杂合条件下才在临床上表现出来。具有HCF2缺失和V因子Leiden突变的先证者的无症状儿子是唯一检测到的其他双杂合子。

.0004肝素因凝血酶II缺乏症引起的血栓形成
SERPIND1,PRO443LEU
Kanagawa等人在一名66岁的日本女性中患有I型先天性HCF II缺乏症并广泛分布于动脉粥样硬化病变中(612356)(2001)鉴定了HCF2基因的外显子5的杂合的12854C-T转换,导致pro443对leu(P443L)替换。该变种被命名为HCF II Tokushima,在其他6位患有HCF II缺乏症的家庭成员中发现,但未在未患病的健康个体中发现。转染的COS-1细胞显示出核周免疫组织化学染色,表明由于细胞内降解,突变型HCF II分子的分泌受损。