Klippel-Feil综合征1；Leber先天性黑蒙症17；小眼症与结肠癌6；生长/分化因子6 (GDF6 8q22.1)
生长/分化因子-6是转化生长因子-β（TGFB1; 190180）超家族的成员（Storm等，1994；Chang等，1994）。
细胞遗传学位置：8q22.1
基因座标（GRCh38）：8：96,142,332-96,160,805
| Location | Phenotype | Phenotype MIM number |
Inheritance | Phenotype mapping key |
|---|---|---|---|---|
| 8q22.1 | Klippel-Feil syndrome 1, autosomal dominant | 118100 | AD | 3 |
| Leber congenital amaurosis 17 | 615360 | AR | 3 | |
| Microphthalmia with coloboma 6, digenic | 613703 | AD | 3 | |
| Microphthalmia, isolated 4 | 613094 | 3 | ||
| Multiple synostoses syndrome 4 | 617898 | AD | 3 |
▼ 克隆和表达
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使用简并引物扩增TGF-β/骨形态发生蛋白（BMP）家族的成员，Wolfman等（1997）获得了部分人GDF6克隆。推导的成熟蛋白质包含120个氨基酸，与小鼠Gdf6具有99％的同一性。GDF6与GDF5（601146），GDF7（604651）和BMP家族的几个成员（例如BMP2; 112261）具有高度相似性。
通过对小鼠视网膜的免疫组织化学分析，Zhang等（2012年）检测神经节细胞层，内丛状层和视网膜色素上皮细胞中的Gdf6。
▼ 测绘
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Hartz（2006）根据GDF6序列（GenBank AJ537424，该基因命名为GDF16）与基因组序列（内部版本36.1）的比对，将GDF6基因定位于8q22.1染色体。
▼ 基因功能
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Settle等（2003年）发现，老鼠Gdf5（601146），Gdf6和Gdf7（604651）是正常肢体，头骨和轴向骨骼中骨骼和关节形成所必需的。在前体分离为明显不同的软骨元素和关节之前，所有这些蛋白都以条带形式表达在发展中的骨骼凝结中。Gdf5和Gdf6的表达比Gdf7的表达受到更多限制。
张等（2012）发现敲除小鼠中的Htra1（602194）表达可显着上调视网膜色素上皮中Gdf6的表达并下调Vegf（192240）的表达。
▼ 细胞遗传学
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眼镜蛇（120200）代表了与各种发育异常相关的视觉受损的眼部闭合缺损。Asai-Coakwell等（2007年）的特征是脉络膜视网膜大肠癌患者的染色体8q21.2-q22.1节段缺失，并发现了非等位基因同源重组和非同源末端连接的元件。作者证明，节段缺失涵盖了GDF6。先证者表现出多种发育代谢缺陷，包括神经发育障碍（IQ 74），第二和第三脚趾的双侧软组织，房间隔缺损和眼畸形。后者包括伴有视神经受累的双侧视网膜脉络膜冠状动脉瘤，以及单侧虹膜冠状动脉瘤，这会导致视力下降，分别计数手指和右眼和左眼的20/50。尽管先证者的父亲没有症状，眼科检查显示出较轻的发育缺陷的特征，包括轻微程度的视神经发育不良，视网膜血管分支异常和视网膜脉络膜小疣。先证者的核型为46，XX，del（8）（q21.2-q22.1）; 父母双方均未发现这种异常。
Tassabehji等（2008年）表征了反演inv（8）（q22.2q23.3）断点的位置，该断点最初由Clarke等人报道（1995年），现已发展成为常染色体显性遗传Klippel-Feil综合征的5代家庭。19.53-Mb反转位点的侧翼位于CSMD3（608399）的1.6 Mb 5-prime 和TRPS1（604386）的400 kb 3-prime 的基因间区域内的远端断裂点和GDF6的623 kb 3-prime的近端断裂点。已知包含GDF6远程增强子元件的区域。
Banka等人在患有先天性风湿病的Leri pleososteosis（151200）家庭的受影响成员中（2015年）确定了染色体8q22.1的杂合1-Mb复制。通过RT-PCR分析确认来自2名患者的培养的真皮成纤维细胞的重复。在来自患有该疾病的英国血统的第二个白人家庭的先证者中发现重叠的1.2 Mb重复。重叠的0.95-Mb区域包含6个基因，但是对来自第一个家庭的2个受影响个体（年龄分别为77和20岁）的培养的真皮成纤维细胞的研究显示，只有GDF6基因显着过表达（分别增加了40.2和13.2倍） 。两种培养物之间，与TGF-β介导的细胞外基质稳态相关的基因的表达模式有所不同，Banka等人（2015）假设差异可能与年龄有关。
▼ 分子遗传学
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Klippel-Feil综合征1
Tassabehji等人在 患有常染色体显性遗传Klippel-Feil综合征（KFS1; 118100）的3代家庭的受影响成员中（2008）鉴定了GDF6基因中的杂合突变（A249E；601147.0001）。在2例散发性Klippel-Feil综合征的无关患者中鉴定出不同的杂合突变（L289P; 601147.0002）。
隔离小眼症4
Asai-Coakwell等（2009年）从489例眼部异常（小眼，临床无眼症和眼球瘤）患者和81例椎体分割异常的患者的GDF6基因突变中筛选了DNA样本。他们确定杂合性为7个不同的错义突变在9名患者（见，例如，601147.0001和601147.0003 - 601147.0006），包括5孤立小眼（MCOP4; 613094），1个与缺损和postaxial多趾，和3畸形-费尔综合征，包括1是Tassabehji等人先前报道的该家族的先证者（2008）。Asai-Coakwell等（2009年）观察到斑马鱼斑马鱼的一系列眼部和骨骼异常，后者包括有缺陷的尾巴形成和so蛇标记noggin1（NOG; 602991）和noggin2的表达改变。Gdf6 +/-小鼠表现出与在患者和斑马鱼中观察到的表型兼容的可变眼表型。患者和动物模型之间明显的关键差异包括多效性，可变表达和不完全渗透。
莱伯先天性阿玛特病17
Asai-Coakwell等（2013年）分析了279份DNA样本中的GDF6基因，这些样本来自被诊断为Leber先天性黑ama 病（LCA17; 615360）或青少年色素性视网膜炎（JRP）且在已知致病基因中突变为阴性的患者，并确定了A249E替代的复合杂合性（601147.0001）和1个LCA先证者中的另一个错义突变（D57H; 601147.0008）。在LCA / JRP队列中发现了另外三个杂合的GDF6错义突变：A249E，A199T（601147.0007）和E292D（601147.0009）。Asai-Coakwell等（2013）假设TGF-β中有第二个变体（请参见190180）途径存在于具有杂合GDF6突变的先证者中，但外显子组测序在BMP（见112261）配体的开放解读码组内产生不完全覆盖，从而阻止了对已知杂合突变的鉴定。
多发性骨糖综合症4
在一个大型的6代中国人中，患有多发性突触综合征（SYNS4；617898）（2016）确定了GDF6基因（Y444N; 601147.0010）的错义突变的杂合性，该突变与疾病完全隔离并且在种族匹配的对照或公共变异数据库中未发现。功能分析表明，Y444N取代代表功能获得突变。
在具有多发性鼻窦综合症的4代家庭中，Terhal等人（2018）确定了错义突变的杂合性（S429R; 601147.0011），该突变与疾病隔离并且在公共变异数据库中找不到。
▼ 动物模型
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Settle等（2003年）发现Gdf5 / Gdf6双重突变小鼠以正常孟德尔比例存活至出生，但只有一小部分存活至成年。双突变小鼠的骨骼缺陷在Gdf5或Gdf6单突变体中均未见。许多四肢骨头严重萎缩或缺失，数个四肢关节未能形成，并且7只小鼠中有2只的椎骨显示出严重的脊柱侧弯。
Hanel和Hensey（2006）在非洲爪蟾中证实，抑制gdf6会导致眼部发育异常。
Asai-Coakwell等（2007年）表明，在斑马鱼gdf6a的抑制准确地概括了一个先证者的表型与染色体8q21.2-q22.1节段缺失和脉络膜视网膜结肠炎。在较高剂量下观察到的吗啡抑制作用所产生的疾病谱以及更严重的缺陷（小眼症和失眼症）说明了GDF6在眼部发育中的关键作用。结果强调了对染色体异常患者进行综合临床和分子研究的有用性。
Tassabehji等（2008）报道，非洲爪蟾中Gdf6基因的敲低导致轴向和眼缺陷。异常的前轴轴向排列的最普遍表型导致胚胎的头部位置在垂直和横向平面上偏离。
Asai-Coakwell等（2013年）生成了具有Gdf6外显子2靶向缺失的小鼠，观察到杂合子表现出异常的视网膜电图，双极细胞驱动的b波最多降低66％，感光器介导的a波振幅最多降低54％，以及3减少了27％的明视闪烁融合，这一发现与GDF6在视网膜功能中的作用兼容。对Gdf6 S55X突变纯合的成年斑马鱼的检查显示出小眼球症和畸形的虹膜。对2周龄纯合突变体的组织学分析表明，单个感光体亚型的形态发生了深刻变化，包括红色/绿色和紫外线视锥细胞。肌节蛋白和核染色在随后的时间点揭示了正常的视网膜层合丧失，免疫组织化学显示了穆勒神经胶质细胞的混乱。纯合突变体成年斑马鱼中的锥体感光体始终变形，并且丰度降低。此外，与野生型动物相比，在Gdf6突变小鼠和斑马鱼中观察到了明显的视网膜凋亡。抗凋亡化合物P7C3处理斑马鱼突变体胚胎可挽救视网膜凋亡，而无毒性证据。Asai-Coakwell等（2013）指出，这是视网膜疾病中TGF-β（见190180）信号转导的第一个证据。
▼ 等位基因变异体（11个示例）：
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.0001 KLIPPEL-FEIL综合征1，常染色体显性
微小眼炎，隔离4，包括
先天性先天性全耳畸形17，包括
GDF6，ALA249GLU
Klippel-Feil综合征1
Tassabehji等人在 患有常染色体显性遗传Klippel-Feil综合征（KFS1; 118100）的3代家庭的受影响成员中（2008）在GDF6基因的外显子2鉴定了杂合的746C-A颠倒，导致在prodomain的ala249对glu（A249E）替换。在708个对照染色体中未发现该突变。该表型的主要特征是椎体C2和C3融合。作者提出功能性单倍体机能不全为发病机制。
隔离小眼症4
Asai-Coakwell等（2009）筛选了眼和椎骨异常患者的GDF6基因，并在2个先证者中鉴定了A249E突变的杂合性，其中1个是单纯性小眼症患者（MCOP4; 613094）。另一例患者患有淋巴瘤和多轴后无椎体缺损，而她未受影响的母亲也携带了这种突变，表明其外complete不完全。功能研究表明，与野生型相比，突变体GDF6显着降低了报道分子的活性，降低了成熟配体的水平，表明A249E代表亚型突变。在366个对照组中未发现该突变。
莱伯先天性阿玛特病17
Asai-Coakwell等人 在女性Leber先天性黑斑病（LCA17; 615360）中（2013年）确定了GDF6基因中A249E突变和c.169G-C颠换的复合杂合性，导致从asp57到his（D57H; 601147.0008） 替代。该患者的视力仅限于使用典型的LCA表型熄灭的视网膜电图（ERG）检测手部动作；她没有其他眼部或全身表型，但作者指出，她没有接受影像学检查以发现轻度GDF6引起的骨骼疾病。她的临床未受影响的母亲因A249E突变而杂合，在ERG上表现出延迟的杆b波隐性时间。同样，她的父亲在D57H中是杂合的，其b波振幅降低了。1,500条对照染色体中不存在D57H突变，而在4条中发现了A249E突变。表达分析表明，与野生型相比，A249E突变体的前蛋白和成熟配体水平分别降低了36％和56％，报告基因分析表明，A249E突变体具有仅野生型活动的50％。D57H前蛋白和成熟配体的水平显着降低，胞质比例分别降低80％和97％，培养基比例降低97％和99％。在报告基因分析中，D57H突变体仅具有24％的野生型活性。Asai-Coakwell等（2013年）还从LCA /青少年视网膜色素变性队列研究的女性患者中确定了A249E突变的杂合性，该患者从她未受影响的父亲那里继承了该突变。
.0002 KLIPPEL-FEIL综合征1，常染色体显性
GDF6，LEU289PRO
Tassabehji等在2名散发性Klippel-Feil综合征（KFS1; 118100）的不相关患者中（2008）在GDF6基因的外显子2鉴定了杂合的866T-C转换，导致在前域的一个保守残基的leu289到pro（L289P）替换。在708个对照染色体中未发现该突变。一名患者为成年男性，脖子短，镜面运动，左Sprengel异常。第二名患者是胎儿，在终止妊娠后接受了胎儿评估，以进行产前诊断，影响整个脊柱和肋骨的多个分割异常，以及其他多个先天性异常。
.0003 KLIPPEL-FEIL综合症1，常染色体显性基因
GDF6，LYS242ARG
Asai-Coakwell等人在患有半椎和肋骨畸形或Klippel-Feil综合征（KFS1; 118100）的患者中（2009）确定GDF6基因外显子2中1271A-G过渡的杂合性，预计会导致前肽结构域中高度保守的残基发生lys424-arg（K424R）取代。功能研究表明，与野生型相比，突变体GDF6显着降低了报道分子的活性，降低了成熟配体的水平，表明K424R代表了亚型突变。在366个对照组中未发现该突变。作者指出，除骨骼异常外，该患者还患有融合（马蹄）肾。
.0004 KLIPPEL-FEIL综合症1，常染色体显性基因
GDF6，GLY42VAL
Asai-Coakwell等人在患有Klippel-Feil综合征（KFS1; 118100）的患者中被描述为脊柱腰椎软骨发育不良（2009年）确定了GDF6基因外显子1的125G-T转化的杂合性，预计将导致前肽域中保守残基的gly42-val（G42V）取代。在366个对照组中未发现该突变。
.0005 Microphthalmia，隔离4
GDF6，GLN253LEU
Asai-Coakwell等在患有孤立性小眼症（MCOP4; 613094）的患者中进行了研究（2009）确定GDF6基因的外显子1 758A-T转化的杂合性，预计会导致前肽域中保守残基的gln253-leu（Q253L）取代。在患者未受影响的母亲中发现了这种突变，表明外显率不完全，但在366个对照中未检测到。作者指出，除了眼部发现，该患者还有一个睾丸。
.0006微型眼炎，隔离4
GDF6，PRO327HIS
Asai-Coakwell等在患有单侧分离性小眼症（MCOP4; 613094）的患者中（2009）确定GDF6基因外显子2的980C-A转换的杂合性，预计在前肽结构域的保守残基上导致pro327-his（P327H）取代。在患者的父亲中也发现了这种突变，表明外显不完全，但在366名对照中未发现。
.0007眼睑狭窄，隔离，伴有大结肠炎6
LEBER先天性失聪17，包括
GDF6，ALA199THR
孤立性小眼症与结肠癌6
Ye等（2010）中所述的欧洲女性患有严重colobomatous小眼球，虹膜双边缺损，混合水平和旋转眼球震颤，双边中心凹发育不全，和具有降低的视神经直径（MCOPCB6;小视盘613703）。他们确定了GDF6基因的A199T突变和GDF3基因的R266C突变的双重杂合性（606522.0001）。她受轻度影响的母亲仅对GDF3突变是杂合的。作者认为，BMP变体的多等位基因遗传可能在其他发育障碍中起作用。
莱伯先天性阿玛特病17
Asai-Coakwell等人 在被诊断患有Leber先天性黑皮肤症的女性先证者中（LCA17; 615360）（2013年）确定了GDF6基因中A199T替代的杂合性，该基因继承自她临床未受影响的父亲。在650个对照染色体中未发现该突变。Western印迹显示，与野生型相比，A199T突变体在全细胞裂解液和培养基级分中的表达分别增加了47％和4％。但是，报告基因检测显示与野生型相比，A199T突变体的激活显着降低（降低了56％）。
.0008先天性全耳动症17
GDF6，ASP57HIS
对于Asai-Coakwell等人在Leber先天性黑57病患者（LCA17; 615360）中以复合杂合状态发现的GDF6基因中的asp57-to-his（D57H）突变的讨论（2013），请参见601147.0001。
.0009 LEBER先天性失聪17
GDF6，GLU292ASP
Asai-Coakwell等在被诊断患有Leber先天性黑病（LCA17; 615360）的女性患者中（2013年）确定了GDF6基因中c.876G-A过渡的杂合性，导致在高度保守的残基处发生了glu292-asp（E292D）取代。她的临床未受影响的母亲中也存在该突变，但在1,500个对照染色体中未发现该突变。Western印迹显示，与野生型相比，E292D突变体在全细胞裂解液和培养基级分中的表达分别增加了37％和56％。但是，报告基因分析表明，与野生型相比，E292D突变体的激活显着降低（降低了69％）。
.0010多综合症综合症4
GDF6，TYR444ASN
Wang等人在一个具有多个Synostoses syndrome-4（SYNS4; 617898）的6代中国大家庭的受灾成员中（2016）在GDF6基因中鉴定出c.1330T-A转化的杂合性，导致在NOG（602991）-GDF6结合界面内高度保守的残基处出现tyr444-asn（Y444N）取代。该突变在家庭中与疾病完全隔离，在105个中国对照或1000个基因组计划或NHLBI外显子测序计划数据库中未发现。C2C12细胞的功能分析表明，Y444N突变体刺激了更高的碱性磷酸酶（ALP）和Smad1 / 5/8（请参见601595））报告基因的活性高于野生型GDF6，表明其功能有所增强。在永生化的肢芽细胞的微团培养中，与野生型GDF6相比，Y444N突变体显示出增加的软骨形成活性。NOG的添加以剂量依赖的方式抑制了野生型GDF6诱导的ALP活性，而对突变GDF6没有影响。作者得出的结论是，Y444N突变使GDF6对NOG不敏感，导致在共表达GDF6和NOG的位点夸大了BMP（见112264）信号传导和软骨生成活性。
.0011多综合症综合症4
GDF6，SER429ARG
Terhal等人在患有多发性骨糖综合症4（SYNS4; 617898）的4代家庭的受影响成员中（2018）在GDF6基因中鉴定出c.1287C-A转化的杂合性，导致在C末端转化生长因子-β（见190180）域中高度保守的残基处出现ser429-arg（S429R）取代。该突变与家族中的疾病分开，在ExAC或GoNL数据库中找不到。
