微管-肌节蛋白交联因子 1; MACF1

MACROPHIN 1
TRABECULIN-α
肌节蛋白交联因子 7；ACF7
KIAA1251

HGNC 批准的基因符号：MACF1

细胞遗传学定位：1p34.3 基因组坐标（GRCh38）：1:39,084,166-39,487,137（来自 NCBI）

▼ 描述

ACF7 是细胞骨架交联蛋白 Spectraplakin 家族的成员，具有肌节蛋白和微管结合域（Kodama 等，2003）。

▼ 克隆和表达

Nagase 等人通过对从大小分级的成人脑 cDNA 文库中获得的克隆进行测序（1999）克隆了 MACF1，他们将其命名为 KIAA1251。转录本的3-prime UTR包含Alu重复序列，推导的蛋白质包含1,483个氨基酸。RT-PCR ELISA 检测到肺、卵巢和肝脏中 MACF1 低表达。

孙等人（1999）从前列腺 cDNA 文库中克隆了几个连续的部分 MACF1 cDNA，并组装了全长序列。推导的 MACF1 蛋白由 5,373 个氨基酸组成，他们将其命名为 trabeculin-α，计算得出的分子量为 614 kD。MACF1 具有一个 N 端肌节蛋白结合结构域，随后是一个 plectin（601282）样结构域、29 个中央血影蛋白（参见 182860）样重复序列和一个包含 2 个串联 Ca（2+）结合 EF-hand 基序的 C 端区域、一个 GAR22（GAS2L1; 602128）样结构域和一个富含丝氨酸的区域。C 末端也有几个假定的酪氨酸激酶基序。MACF1 与其小鼠同源物共享 88% 的氨基酸。Northern印迹分析检测到MACF1在所有检查组织中表达，其中在心脏、骨骼肌、前列腺、肠、结肠和性腺中表达最高。最低表达在脑、脾、胸腺、肝脏、胎盘和肺。对几种细胞系的免疫荧光分析检测到 MACF1 分布在整个细胞质的丝状网络中，但排除在细胞核之外。

Okuda 等人通过使用基于 FAK（600758）和 CAKB（601212）保守 C 端结构域的简并引物对 HepG2 肝癌细胞系进行 PCR，然后筛选 HepG2 细胞系 cDNA 文库（1999）克隆了 MACF1，他们将其命名为巨噬细胞。推导的 5,430 个氨基酸蛋白质的计算分子量为 620 kD。RT-PCR检测在心脏、胎盘、肝脏、肾脏和胰腺中高表达，在脑和肺中中等表达，在骨骼肌中弱表达。胰腺原位杂交显示mRNA主要存在于腺泡组织中。

通过使用噪音创伤后听觉上皮再生过程中差异表达的鸡部分 cDNA 搜索序列数据库，然后筛选垂体和心脏 cDNA 文库，Gong 等人（2001）克隆了MACF1的剪接变体。他们将推导的蛋白质称为 MACF1-4，计算出的分子量为 670 kD，包含 8 个 N 端 plectin 重复序列，并且没有肌节蛋白结合域。作者指出，小鼠 Macf1 已鉴定出另外 3 个具有不同 N 末端的剪接变体。mRNA斑点印迹分析显示MACF1广泛表达，在垂体、肾上腺、甲状腺、唾液腺、乳腺、胰腺、心脏和骨骼肌中表达最高。使用针对 MACF1-4 变体的核糖探针进行 mRNA 点印迹分析，结果显示在心脏、肺、垂体和胎盘。使用 MACF1-4 特异性引物进行 PCR 分析，在肺、心脏、垂体和胎盘中检测到 MACF1-4，但在脑、肾、肝、胰腺、骨骼肌或 HepG2 肝癌细胞中未检测到 MACF1-4。

梅-西梅拉等人（2016）发现小鼠 Macf1 在出生后早期视网膜发育过程中集中在神经母细胞层的顶端区域和内丛状层。随着视网膜的成熟，Macf1 的定位在丛状层和外核层的顶端边缘丰富。在成人视网膜中，Macf1 与连接纤毛的光感受器下方的基体共定位。

▼ 基因功能

通过沉降结合测定，Sun 等人（1999）证实MACF1的N末端肌节蛋白结合域与F-肌节蛋白共沉淀。细胞松弛素 D 对肌节蛋白丝的破坏也导致 MACF1 细丝结构的显着但不完全破坏以及 MACF1 点状聚集体的出现。在小鼠成肌细胞系分化过程中，融合肌管形成过程中，小鼠 Macf1 mRNA 水平稳定增加。

儿玉等人（2003）表明小鼠 Acf7 是微管-肌节蛋白动力学的重要整合者。在小鼠内胚层细胞中，Acf7 沿着微管结合，但在极化时集中在微管的远端和细胞边界。在没有 Acf7 的情况下，微管仍然结合 Eb1（603108）和 Clip170（179838），但它们不再沿着极化肌节蛋白束生长，也不会暂停并束缚在富含肌节蛋白的皮质位点。其后果是微管长且不稳定，细胞质轨迹倾斜，动态不稳定性改变。为了应对受伤，Acf7 无效培养物激活了极化信号，但它们未能维持极化信号并协调迁移。修复这些缺陷需要 Acf7 的肌节蛋白和微管结合域。儿玉等人。

陈等人（2006）发现 Macf1 的 siRNA 敲低会抑制小鼠胚胎癌细胞系中的 Wnt 信号传导（参见 WNT1, 164820）。报告基因检测表明 Macf1 在 Wnt 信号通路中作用于 Gsk3b（605004）的上游。Macf1 直接与 Axin 相互作用（参见 AXIN1, 603816），并在 Wnt 刺激后与 Axin 复合物一起易位至细胞膜。

毛囊中常驻的成体干细胞（SC）参与毛发生长和伤口愈合过程中的表皮再上皮化。吴等人（2011）发现成年小鼠毛囊 SC 表达高水平的 Acf7，并且 Gsk3-β 对 Acf7 的磷酸化降低了 Acf7 对微管的亲和力。毛囊 SC 中组成型活性 Gsk3-β 突变体的表达导致 Acf7 磷酸化升高，并改变微管结构，类似于 Acf7 敲除细胞中的结构。相反，抑制 Gsk3-β 会增加毛囊 SC 中内源 Acf7 的微管结合。Acf7 敲除以及 Gsk3-β 的过度激活和激活不足均会抑制伤口愈合试验中的 SC 迁移。吴等人。

梅-西梅拉等人（2016）发现小鼠 Macf1 缺失会导致视网膜层压破坏并阻碍光感受器成熟。纤毛发生失败导致视网膜中正在发育的光感受器的极性被破坏。Macf1 还被发现是成熟光感受器中基体定位所必需的。Pull-down 测定表明 Macf1 与睫状体和基底体蛋白相互作用。对突变小鼠胚胎成纤维细胞的检查表明，Macf1 促进微管与母体中心粒的锚定，并且 Macf1 的缺失导致细胞转录组和蛋白质组的变化。

Ka 和 Kim（2016）发现，发育中的锥体神经元中小鼠 Macf1 的缺失会导致皮质和海马神经元正常树突分化的缺陷。Macf1 缺失还影响皮质锥体神经元的树突棘形成，并抑制投射神经元的轴突生长和分支。Macf1 通过调节肌节蛋白和微管的排列和稳定以及介导 GSK3 信号传导来控制神经突的生长和分支。

▼ 基因结构

龚等人（2001）确定 MACF1 基因至少包含 102 个外显子，跨度超过 270 kb。

▼

通过辐射混合分析进行绘图，Nagase 等人。Okuda 等（1999）将 MACF1 基因对应到 1 号染色体（1999）通过辐射杂交分析和基因组序列分析将MACF1基因定位到染色体1p32-p31。作者：FISH，Sun 等人（1999）将 MACF1 基因定位到染色体 1p34.2-p33。

龚等人（2001）将小鼠 Macf1 基因定位到小鼠 4 号染色体的一个区域，该区域显示出与人类染色体 1p32 的同线性同源性。

▼ 分子遗传学

Dobyns 等人在 9 名患有 9 号无脑畸形并伴有复杂脑干畸形（LIS9; 618325）的患者中，包括一对同卵双胞胎姐妹（2018）鉴定出 MACF1 基因（608271.0001-608271.0006）中的从头杂合突变。除了双胞胎姐妹之外，这些患者没有任何血缘关系，并且是从几个临床或研究中心确定的。这些突变是通过全外显子组或全基因组测序来鉴定的。有5个错义突变和1个基因内缺失。在 7 名患者中发现的四个错义突变发生在 GAR 结构域内或附近的高度保守的锌结合残基处，所有这些都通过分子模型预测会改变结构域的构型并可能消除微管结合。一名患者的血影蛋白重复结构域（G4706R; 608271. 0006）；作者指出，与 GAR 结构域突变的患者相比，该患者仅有轻微的脑干发育不良。与野生型相比，来自 2 名患者的细胞显示出缩短的纤毛数量增加。除此之外，没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究。多宾斯等人（2018）指出，Macf1 缺失小鼠已被证明通过破坏微管动力学来破坏神经元迁移，包括轴突延伸异常和中线交叉引导缺陷。多宾斯等人（2018）指出，Macf1 缺失小鼠已被证明通过破坏微管动力学来破坏神经元迁移，包括轴突延伸异常和中线交叉引导缺陷。多宾斯等人（2018）指出，Macf1 缺失小鼠已被证明通过破坏微管动力学来破坏神经元迁移，包括轴突延伸异常和中线交叉引导缺陷。

▼ 动物模型

陈等人（2006）发现 Macf1 -/- 小鼠在原肠胚阶段死亡，并在胚胎第 7.5 天表现出发育迟缓，原条、节和中胚层的形成存在缺陷。该表型与 Wnt3（165330）缺失小鼠和 Lrp5（603506）/Lrp6（603507）双敲除小鼠相似。

▼ 等位基因变异体（6 个选定示例）：

.0001 伴有复杂脑干畸形的无脑畸形 9
MACF1、CYS5177PHE
在 2 名患有伴有复杂脑干畸形的无脑畸形 9 的不相关患者（LR14-088 和 LR17-434）中（LIS9；618325），Dobyns 等人（2018）在 MACF1 基因中鉴定出从头杂合的 c.15530G-T 颠换（c.15530G-T, NM_012090.5），导致 GAR 结构域中高度保守的锌结合残基处发生 cys5177 至 phe（C5177F）取代。该突变是通过基于三重组的外显子组测序发现的，但在 gnomAD 数据库中并未发现。

.0002 伴有复杂脑干畸形的无脑畸形 9
MACF1、ASP5228TYR
在 2 名患有复杂脑干畸形的无脑畸形 9 的无相关患者（LR16-306 和 LR17-450）中（LIS9；618325），Dobyns 等人（2018）在 MACF1 基因中发现了一个从头杂合的 c.15682G-T 颠换（c.15682G-T, NM_012090.5），导致 GAR 结构域中高度保守的锌结合残基处由 asp5228 替换为 tyr（D5228Y）。该突变是通过基于三重组的外显子组测序发现的，但在 gnomAD 数据库中并未发现。

.0003 无脑畸形 9 伴有复杂脑干畸形
MACF1，CYS5230GLY
对于一名患有无脑畸形 9 并伴有复杂脑干畸形（LIS9；618325）的患者（LR18-077），Dobyns 等人（2018）鉴定了 MACF1 基因中的从头杂合 c.15688T-G 颠换（c.15688T-G，NM_12090.5），导致 GAR 结构域中高度保守的锌结合残基处发生 cys5230 至甘氨酸（C5230G）取代。该突变是通过基于三重组的外显子组测序发现的，但在 gnomAD 数据库中并未发现。

.0004 无脑回 9 伴有复杂脑干畸形
MACF1、CYS5230PHE
在一组患有无脑回-9 并伴有复杂脑干畸形（LIS9; 618325）的同卵双胞胎姐妹（LR04-67 a1 和 a2）中，Dobyns 等人（2018）在 MACF1 基因中发现了一个从头杂合的 c.15689G-T 颠换（c.15689G-T，NM_012090.5），导致 GAR 结构域中高度保守的锌结合残基处发生 cys5230 到 phe（C5230F）的取代。该突变是通过基于三重组的外显子组测序发现的，但在 gnomAD 数据库中并未发现。

.0005 无脑回 9 伴有复杂脑干畸形
MACF1，39.6-KB DEL
在一名日本女孩（LR18-070）中，先前由 Irahara 等人报道（2014），伴有复杂脑干畸形的无脑回-9（LIS9；618325），Dobyns 等人（2018）在 MACF1 基因中发现了一个从头杂合的基因内 39.6-kb 缺失（c.10617+444_15577-288del, NM_012090.5），导致外显子 58 和 59（Ala3540_Arg5192del）的缺失，预计会删除几个功能域。该缺失是通过外显子组和基因组测序发现的，并通过患者细胞的 PCR 分析得到证实。在 gnomAD 数据库中找不到它。

.0006 伴有复杂脑干畸形的无脑畸形 9
MACF1，GLY4706ARG
在患有复杂脑干畸形的无脑畸形 9 的患者（LR16-412）（LIS9；618325）中，Dobyns 等人（2018）在 MACF1 基因中鉴定出从头杂合的 c.14116G-C 颠换（c.14116G-C, NM_012090.5），导致血影蛋白重复结构域中的保守残基处发生 gly4706 至 arg（G4706R）取代。该突变是通过外显子组测序发现的，但在 gnomAD 数据库中并不存在。作者指出，与 GAR 结构域突变的患者相比，该患者仅有轻微的脑干发育不良。