纳克索斯病; 结斑块蛋白

Plakoglobin 是一种主要的细胞质蛋白，以可溶性和膜结合形式存在，并且是唯一已知的两种粘附连接、桥粒和中间连接的膜下斑块共有的成分。它是一种去纤蛋白（见125647），被称为 DP III。DP I 和 DP II 是同一基因的剪接变体。使用牛斑珠蛋白的部分 cDNA 克隆，Franke 等人（1989）分离出编码人斑珠蛋白的 cDNA，确定其核苷酸序列，并推断出完整的氨基酸序列。由 cDNA 编码的多肽通过体外转录和翻译合成，并在二维凝胶电泳中通过与真实斑珠蛋白的共迁移进行鉴定。该蛋白质具有 744 个氨基酸，分子量为 81,750 Da，在人和牛组织之间高度保守。在大多数组织中仅发现一种 plakoglobin mRNA（3.4 kb），但在某些人类肿瘤细胞系中检测到额外的 mRNA（3.7 kb）。

▼ 基因功能

Plakoglobin 与桥粒芯蛋白 I（125670） 的细胞质区域相关，桥粒芯蛋白 I（ 125670 ） 是一种跨膜桥粒蛋白（ Mathur et al., 1994 ）。它也是钙粘蛋白（见192090）-连环蛋白复合物的一个组成部分，主要定位于肌节蛋白丝锚定在上皮细胞粘附连接处的位置（Knudsen 和 Wheelock，1992）。阿伯勒等人（1995）指出连环蛋白对钙粘蛋白功能至关重要，因为它们介导钙粘蛋白与肌节蛋白丝的连接，并且是更高阶的亚膜网络的一部分，钙粘蛋白通过该网络与其他跨膜和外周细胞质蛋白连接。钙粘蛋白-连环蛋白复合物与表皮生长因子受体（EGFR; 131550 ） 的相互作用以及发现 β-连环蛋白（CTNNB1; 116806 ） 和斑珠蛋白是 EGF 刺激细胞后酪氨酸磷酸化的底物，同时发现连环蛋白与与肿瘤抑制蛋白 APC（ 611731 ） 一起，开启了连环蛋白参与信号通路和肿瘤发生的可能性。

β-连环蛋白和γ-连环蛋白，果蝇犰狳的脊椎动物同源物，在细胞粘附和Wnt（例如，WNT1；164820）信号通路中起作用。在结肠癌和其他癌症中，APC 肿瘤抑制蛋白或 β-连环蛋白的 N 末端突变使 β-连环蛋白稳定，增强其激活 TCF（例如，TCF7；189908）/LEF（例如，LEF1；153245）靶基因转录的能力. β-和 γ-连环蛋白具有相似的结构和功能，并与 APC 结合。Kolligs 等人（2000）据报道，APC 调节β-和γ-连环蛋白和γ-连环蛋白作为癌基因起作用。与只有 N 端突变形式转化 RK3E 上皮细胞的 β-连环蛋白相比，γ-连环蛋白的野生型和几种 N 端突变形式具有相似的转化活性。与β-连环蛋白一样，γ-连环蛋白的转化活性依赖于TCF/LEF 功能。然而，与 β-catenin 相比，γ-catenin 强烈激活 c-myc（ 190080 ） 表达和 c-myc 功能对于 γ-catenin 转化至关重要。Kolligs 等人（2000）表明APC突变改变了β-和γ-连环蛋白的调节，也许可以解释为什么结肠癌中APC突变的频率远远超过β-连环蛋白突变。具有 APC 缺陷的癌症中 c-myc 表达升高可能是由于 β- 和 γ- 连环蛋白的调节改变。此外，作者表示，他们的数据表明，β-和 γ-连环蛋白可能通过对下游靶基因的不同影响在 Wnt 信号传导和癌症中发挥不同的作用。

▼ 测绘

阿内曼等人（1991）建立了一种编码斑珠蛋白基因的 PCR 检测方法，并用它来检测具有不同人类染色体含量的人/小鼠和人/大鼠体细胞杂交体。通过这种方式，他们能够将 DP3 分配给 7 号染色体。通过分析来自 2 个种间回交的后代，Guenet 等人（1995）将 Jup 基因对应到小鼠 11 号染色体。因此，人类 JUP 基因可能位于 7p 上，因为这是显示与小鼠 11 同线性同源性的染色体部分。然而，小鼠 11 显示出与人类染色体更广泛的同源性17，事实上，Aberle 等人（1995）通过分析来自仅包含人类第 17 号染色体或其部分的人类/仓鼠或人类/小鼠杂交细胞系的 DNA，将斑块珠蛋白基因定位到 17q12-q22。由于进化保守，人类斑珠蛋白 cDNA 也与小鼠和仓鼠 DNA 杂交；然而，使用来自杂交细胞的 DNA 获得的结果明确表明，人类基因定位于染色体 17q12-q22。先前报道的对 7 号染色体的定位是基于使用合成寡核苷酸的 PCR 分析，但Aberle 等人的孤立工作并未证实（1995 年）。Cowley 等人使用单染色体人-啮齿动物体细胞杂交面板（1997）同样表明 JUP 基因位于第 17 号染色体上。

Aberle 等人利用研究提供的 17q12-q21 多态性标记和基因的高密度图谱来阐明家族性乳腺癌的遗传基础（1995）发现斑块珠蛋白和 BRCA1（ 113705 ） 连锁标记之间的联系。17q 区域的减数分裂重组体显示斑珠蛋白基因位于 KRT10（ 148080 ） 和 D17S858 之间，该区间也包含 BRCA1 基因。发现单个重组事件将斑珠蛋白基因与 BRCA1 基因分开。发现三个斑块珠蛋白阳性粘粒克隆同时含有斑块珠蛋白基因和 17q21 标记基因座 UM8，它们非常接近（小于 40 kb）。

▼ 分子遗传学

纳克索斯病

在 9 个家庭的受影响成员和 3 名散发性 Naxos 病患者中（NXD; 601214 ） McKoy 等人（2000）确定了 plakoglobin 基因（ 173325.0001 ） 中 2-bp 缺失的纯合性。来自邻近的希腊纳克索斯岛和米诺斯岛的所有患者均患有致心律失常性右心室心肌病（ARVC）、掌跖角化病（PPK） 和绒毛。ARVC 中斑块红蛋白缺失的发现表明，参与细胞间粘附的蛋白质在维持肌细胞完整性方面起着重要作用，并且当连接被破坏时，会发生脂肪和纤维组织替代的细胞死亡。

Cabral 等人对 3 名皮肤脆弱、PPK 和毛茸茸的无关阿根廷男孩进行了研究（2010）确定了 JUP 基因中无义突变的纯合性（S24X; 173325.0003 ）。一个受类似影响的科威特姐妹和兄弟主要是稀疏的头发，其在 JUP（ 173325.0004 ） 中的剪接位点突变是纯合子。这些突变在每个家族中都与疾病分离，并且在 108 条对照染色体中未发现。

Pigors 等人在一名患有全身性表皮松解症、脱发和甲剥离症的女婴中，因败血症和呼吸衰竭在第 12 天死亡（2011）对候选基因 JUP 进行了测序，并确定了一个纯合的无义突变（Q539X; 173325.0005 ），她未受影响的表亲父母是杂合的。作者证明患者皮肤中完全缺乏斑珠蛋白；他们认为这会导致皮肤极度脆弱并且不允许皮肤屏障形成，从而导致皮肤表型比以前与 JUP 突变相关的表型更严重。

Erken 等人在一个来自土耳其近亲家庭的叔侄中，患有 ARVC、PPK 和脱发，对应到染色体 17q11.2-q21.32（2011）对候选基因 JUP 进行了测序，并确定了与疾病分离且在对照中未发现 的错义突变（R265H; 173325.0006 ） 的纯合性。

Oktem 等人在一名 10 岁的土耳其男孩中发现了纳克索斯病的皮肤和心脏表现（2020 年）确定了Cabral 等人先前在科威特姐妹和兄弟中发现的相同剪接位点突变（ 173325.0003 ） 的纯合性（2010 年）。Oktem 等人指出，土耳其先证者在 4 岁时仅出现皮肤表现，但在 10 岁时出现右心室心肌病和右心室壁动脉瘤（2020）得出结论，所有涉及皮肤病理学的 JUP 突变都有可能导致心脏受累，并建议对所有具有 JUP 突变的患者强制筛查心脏功能，即使在儿童早期临床上未观察到心脏病。

致心律失常性右心室心肌病

阿西马基等人（2007）描述了一个德国家族中编码斑红蛋白的基因的显性突变，该家族患有致心律失常性右心室心肌病，但没有皮肤异常（ARVC12; 611528 ）。预测突变（ 173325.0002 ） 在斑珠蛋白 N 末端的第 39 位插入一个额外的丝氨酸残基。对先证者右心室活检样本的分析显示，斑珠蛋白、桥粒蛋白（ 125647 ） 和连接蛋白 43（ 121014 ） 的定位显着降低） 在心肌细胞的闰盘处。电子显微镜显示在表达突变斑珠蛋白的细胞中桥粒越来越小。结合其他观察结果得出结论，插入突变影响机械和电细胞连接的结构和分布，并可能干扰由 Wnt 信号通路介导的调节机制。

其他变体

阿伯勒等人（1995 年）鉴定了精氨酸/组氨酸多态性，这是由于 JUP 基因外显子 3 中核苷酸位置 544 处的取代，导致氨基酸位置 142 处的组氨酸（CAC） 取代精氨酸（CGC）。这种碱基对取代导致至少 2 个限制性内切酶的识别位点丢失，从而产生了 RFLP。发现 R142H 取代代表低频多态性；从总共检查的 240 个等位基因中，在 10 例中发现了 arg142-to-his 等位基因，等位基因频率为 0.042 +/- 0.013。

▼ 动物模型

鲁伊斯等人（1996）通过靶向破坏产生了缺乏斑块珠蛋白（PG） 的小鼠。由于心肌内桥粒的数量和结构缺陷，斑珠蛋白突变小鼠胚胎显示出肌纤维顺应性降低和细胞-细胞粘附降低。因此，当心肌细胞经受增加的机械应力时，例如，在胚胎血液循环开始后的胚胎第10.5天，小鼠死于心室破裂。Plakoglobin 缺陷型 C57BL/6 小鼠存活时间更长，大约在出生前后，表现出额外的皮肤表型。这些小鼠的表皮桥粒是杂乱无章的并与细胞角蛋白丝分离，呈现出类似于人类水疱病表皮松解性角化过度的特征（Bierkamp 等，1996）。

尹等人（2005）发现从 Pg-null 小鼠培养的角质形成细胞表现出粘附性减弱和运动性增加。N-和C-末端截短的Pg缺失突变体恢复了粘附，但只有N-末端缺失的Pg抑制了单细胞迁移。化学激酶抑制剂和显性失活 Src 酪氨酸激酶（ 190090 ） 都抑制 Pg 缺失细胞中的单细胞运动，而组成型活性 Src 克服了 Pg 的抑制作用。尹等人（2005）得出结论，Pg 通过细胞间粘附依赖性和非依赖性机制增强小鼠角质形成细胞的粘附并抑制运动，后者可能涉及 Src 信号传导的抑制。

李等人（2012）创造了条件性敲除表皮中 Jup 基因的小鼠。Jup 突变体在出生时看起来很正常，但到 2 到 3 周大时，它们变得明显小于对照组，并且在关节区域附近出现皮肤溃疡。所有 Jup 突变小鼠在断奶前死亡。Jup 突变体的皮肤明显比对照组更硬，表现出严重的角化病，以及手掌和脚底的角化过度。Jup突变体皮肤的增厚伴随着角质层和亚角质层的脱落以及颗粒层的脱落。Jup 突变皮肤也显示出过度的中性粒细胞浸润，可能是通过相邻 Jup 突变角质形成细胞之间的宽阔空间。Jup 突变体的超微结构分析显示表皮分化受到干扰，细胞增殖和凋亡增加，桥粒和粘附连接异常。紧密连接看起来很正常。β-连环蛋白的磷酸化（CTNNB1;116806 ） 在 Jup 突变皮肤中减少，但 β-连环蛋白信号似乎不受影响。

斯沃普等人（2012）创造了携带 Pg 基因亚型突变的小鼠。这些动物中约有一半比对照同窝仔小，并在断奶前死亡。其余携带亚形态突变的小鼠存活下来，没有心肌病或心功能不全的迹象，尽管与同窝小鼠相比，它们表现出适度的生长迟缓。来自突变小鼠的心脏中的连环蛋白表达上调，但突变胚胎中的连环蛋白报告基因活性没有变化。

▼ 等位基因变体（ 6个精选示例）：

.0001 纳克索斯病
JUP，2-BP DEL，2157TG
McKoy 等人在 9 个家庭的受影响成员和 3 名患有纳克索斯病（NXD; 601214 ） 的散发性患者中，均来自邻近的希腊岛屿纳克索斯岛和米诺斯岛（2000）在 plakoglobin 基因的 3-prime 末端发现了一个 2-bp 的缺失。核苷酸 2157-2158 的缺失导致翻译的移码和过早终止。移码改变了第 13 个犰狳重复序列的最后 5 个氨基酸，并将推定蛋白质的 C 末端结构域截短了 56 个残基。使用抗斑珠蛋白抗体进行的蛋白质印迹分析证实了该疾病患者的心脏活检样本中存在突变蛋白。这种突变破坏了一个 Bst01 识别位点，并在 19 个受影响的个体中被鉴定为纯合状态。所有患者都有 ARVC、PPK 和羊毛状毛发。29 个临床上未受影响的家庭成员是该突变的杂合子；来自 Naxos 的 20 名无关个体和 43 名常染色体显性 ARVC（ 107970） 先证者是正常等位基因的纯合子。

.0002 致心律失常性右心室发育不良，家族性，12（1 个家族）
JUP，3-BP INS，118GCA
在一个父亲和 3 个儿子患有致心律失常性右心室心肌病（ARVD12; 611528） 但没有表现出任何皮肤或头发异常的德国家庭中， Asimaki等人（2007）在斑珠蛋白基因中发现了一个杂合的 3-bp 插入（118_119GCA），预计在蛋白质 N 末端的第 39 位插入一个额外的丝氨酸残基（S39_K40insS）。

.0003 纳克索斯病
JUP，SER24TER
在 3 名无血缘关系的阿根廷男孩中，患有皮肤脆弱、掌跖角皮病和绒毛（NXD；601214），其中 2 名最初由Winik 等人报道（2009），卡布拉尔等人（2010）鉴定了 JUP 基因外显子 2 中 c.71C-A 颠换的纯合性，导致 ser24-to-ter（S24X） 替换。该突变在未受影响的父母中以杂合性存在，并且在 108 条对照染色体中未发现。患者和父母皮肤的 RT-PCR 分析检测到两者中都存在突变转录物，皮肤蛋白的蛋白质印迹分析显示两者中都存在低水平的截短蛋白。对真皮成纤维细胞的研究表明 S24X mRNA 的有效翻译，表明缺乏膜结合会导致蛋白质稳定性降低；因此Cabral 等人（2010）得出结论，斑珠蛋白的前 42 个氨基酸对于其有效地掺入桥粒和皮肤的粘附连接中至关重要。

博恩特等人（2016 年）对Cabral 等人最初报道的最年长的阿根廷患者进行了随访（2010），他最初只表现出纳克索斯病的皮肤症状。然而，在 17 岁时，超声心动图显示左心室轻度扩张，收缩功能正常，到 19 岁时，心脏受累进展为左扩张型心肌病的诊断。

.0004 纳克索斯病
JUP，468G-A
Cabral 等人在一名患有皮肤脆弱、掌跖角化病和稀疏羊毛的科威特姐妹和兄弟中（NXD; 601214 ）（2010）确定了 JUP 基因外显子 3 中 c.468G-A 转换的纯合性，预计会消除外显子 3 供体剪接位点。该突变在未受影响的父母中以杂合性存在，并且在 108 条对照染色体中未发现。

博恩特等人（2016）重新研究了最初由Cabral 等人描述的患有纳克索斯病的科威特家庭（2010），并报告了 2 名受相同疾病影响的新同胞。尽管当时没有一个同胞表现出心脏异常，但Boente 等人（2016）预测具有 c.468G-A 突变的患者可能会出现与 S24X 突变（ 173325.0003 ） 患者相似的心脏异常。

Oktem 等人在一名 10 岁的土耳其男孩中发现了纳克索斯病的皮肤和心脏表现（2020）确定了 c.468G-A 剪接位点突变的纯合性，他未受影响的近亲父母是杂合的。先证者在 4 岁时仅出现皮肤表现，但在 10 岁时出现右心室心肌病和右心室壁动脉瘤。作者建议对所有 JUP 突变患者进行强制性心脏功能筛查，即使在儿童早期临床上未观察到心脏病。

.0005 纳克索斯病
JUP，GLN539TER
Pigors 等人在一名患有全身性表皮松解症、脱发和甲剥离症（NXD; 601214 ） 的女婴中，因败血症和呼吸衰竭在第 12 天死亡（2011）确定了 JUP 基因外显子 9 中 c.1615C-T 转换（c.1615C-T, NM_002230.2） 的纯合性，预计会导致 gln539-to-ter（Q539X） 取代。她未受影响的堂兄父母是该突变的杂合子；没有报告脱发弟弟的突变状态。与对照相比，定量 PCR 显示患者皮肤中的 JUP 转录物减少了约 90%，免疫荧光和免疫印迹分析表明患者皮肤中完全缺乏斑珠蛋白。

.0006 纳克索斯病
JUP, ARG265HIS
Erken 等人对来自土耳其近亲家庭的 2 名男性患有致心律失常性右心室心肌病、轻度掌跖角皮病和脱发（NXD; 601214 ）（2011）确定了 JUP 基因外显子 4 中 c.794G-A 转换的纯合性，导致斑珠蛋白第四个犰狳重复序列中高度保守的残基发生 arg265-to-his（R265H） 取代。该突变与家族中的疾病完全分离，在 192 名土耳其对照中未发现。