聚合酶、DNA、ε; POLE

聚合酶、DNA、ε-1；POLE1

HGNC 批准的基因符号：POLE

细胞遗传学位置：12q24.33 基因组坐标（GRCh38）：12:132,623,757-132,687,518（来自 NCBI）

▼ 描述

POLE 基因编码 DNA 聚合酶 ε（EC 2.7.7.7）的催化亚基，它是真核细胞中 4 种核 DNA 聚合酶之一。哺乳动物酶参与 DNA 修复，也可能参与染色体 DNA 的复制。有关 DNA 聚合酶的更多背景信息，请参阅 174761。

▼ 克隆与表达

Li et al.（1997）指出活性 POLE 蛋白由与 55 kD 辅助亚基紧密结合的 261 kD 催化亚基组成（602670）。李等人（1997）克隆了编码这两个亚基的 cDNA。催化亚基的 cDNA 预测为 2,285 个氨基酸的蛋白质。

▼ 测绘

Szpirer 等人的地图（1994）通过使用人类 cDNA 探针对小鼠/人类和小鼠/大鼠体细胞杂交组的基因组 DNA 进行 Southern 印迹分析，将 POLE 大亚基的基因分配给人类和大鼠的 12 号染色体。然后通过荧光原位杂交将人类基因局部定位于 12q24.3。POLE 与肝细胞核因子 1（HNF1A; 142410）（一种肝转录因子）基因密切相关。这 2 个基因定义了人类和大鼠 12 号染色体上保留的同线性群。

戈尔兹比等人（1998）将 POLE 基因定位到小鼠 5 号染色体上。

▼结直肠癌的分子遗传学易感性

Palles 等人在患有结直肠癌易感性的家庭成员中（CRCS12; 615083）（2013）在 POLE 基因（L424V; 174762.0001）中发现了一个杂合错义突变，影响了核酸外切酶（校对）结构域中高度保守的残基。随后在另外 12 个患有早发性结直肠腺瘤和癌的家庭中发现了 L424V 突变。该表型与结直肠腺瘤和癌的高外显易感性的常染色体显性遗传相一致，具有发生多个和大肿瘤的不同倾向。肿瘤的组织学特征不明显，并且都是微卫星稳定的。一些肿瘤具有额外的体细胞突变，例如 APC（611731）或 KRAS（190070）基因。除了种系 POLE 突变外，帕勒斯等人（2013）从大型数据库中鉴定出 15 种结直肠癌中的体细胞 POLE 突变，其中许多突变影响核酸外切酶结构域。所有这些肿瘤都有额外的体细胞突变，最常见的是 APC 基因。这些发现表明 POLE 突变肿瘤的肿瘤发生机制是复制相关聚合酶校对保真度降低，导致突变率增加。

埃尔赛义德等人（2015）在 1,188 名患有息肉病或家族性结直肠癌的荷兰索引患者中，有 3 名（0.25%）确定了 POLE 基因 L424V 突变的杂合性。在 1 名患者中，突变从头发生。来自 2 个家庭的 3 名患者的肿瘤组织样本显示出微卫星不稳定性，并发现 MSH2（609309）和/或 MSH6（600678）基因存在体细胞突变。研究结果表明，POLE DNA 分析在微卫星不稳定结直肠癌中是必要的，特别是在 DNA 错配修复基因不存在种系变异的情况下。

贝利多等人（2016）对 529 个家族的 POLE 和 POLD1（174761）的核酸外切酶结构域进行了测序，其中 441 个家族性非息肉病 CRC 和 88 个息肉病。他们发现了 7 个新颖或罕见的变体。除了息肉病、结直肠癌和少突胶质细胞瘤患者中的 POLE L424V 复发突变外，Bellido 等人（2016）在非息肉病 CRC 家族中发现了 6 个新的或罕见的 POLD1 变异。

FILS综合征

Pachlopnik Schmid 等人通过纯合性作图，然后对一个患有面部畸形、免疫缺陷、青斑和身材矮小（FILS; 615139）的法国近亲家庭进行候选基因测序（2012）鉴定出 POLE1 基因中的纯合剪接位点突变（174762.0002）。对患者 T 细胞的 PCR 分析显示有 2 种类型的 POLE1 转录本：野生型（10%）和缺乏外显子 34 的突变型转录本（90%）。对患者 T 细胞、B 细胞、软骨细胞和成骨细胞的研究表明，细胞增殖和 G1 期至 S 期进展受到损害。

在一名患有 FILS 的 2 岁巴勒斯坦女孩（CMH812）中，Thiffault 等人（2015）鉴定了 Pachlopnik Schmid 等人报道的法国家族中发现的相同 POLE 剪接位点突变（c.4444+32G-A）的纯合性（2012）。

图像综合症

Logan 等人在来自 12 个家庭的 15 名患有宫内生长迟缓、干骺端发育不良、先天性肾上腺发育不全、生殖器异常和免疫缺陷的患者中（IMAGEI; 618336）（2018）鉴定了 POLE 基因突变的复合杂合性。所有患者都具有相同的内含子变异（c.1686+32C-G；174762.0003）作为共同单倍型的一部分，并结合不同的假定功能丧失突变（参见例如174762.0004-174762.0007）。对患者成纤维细胞的分析显示 POLE 细胞缺陷和 S 期进展延迟。

▼ 等位基因变异体（7 个选定示例）：.

0001 结直肠癌，易感性，12
POLE，LEU424VAL
Palles 等人在易患结直肠癌 12（CRCS12; 615083）的家庭受影响成员中（2013）鉴定出 POLE 基因中的杂合 1270C-G 颠换，导致核酸外切酶（校对）结构域活性位点的高度保守残基处由 leu424 变为 val（L424V）。突变体mRNA稳定表达。使用酵母结构的分子模型表明，L424V 突变将扭曲核酸外切酶活性位点涉及的螺旋包装，可能影响核活性。通过连锁分析结合全基因组测序来鉴定突变。对 3,805 名欧洲血统患有家族性结直肠癌、多发性腺瘤、早发性疾病导致另外 12 名不相关的先证者被鉴定出携带该突变。在 6,721 名对照个体或 10,755 名对照外显子组中未发现该突变。突变与每个家族的表型分离；没有证据表明有共同的祖先。该表型与结直肠腺瘤和癌的高外显易感性的常染色体显性遗传相一致，具有发生多个和大肿瘤的不同倾向。肿瘤的组织学特征不明显，并且都是微卫星稳定的。一些肿瘤具有额外的体细胞突变，例如 APC（611731）或 KRAS（190070）基因。突变与每个家族的表型分离；没有证据表明有共同的祖先。该表型与结直肠腺瘤和癌的高外显易感性的常染色体显性遗传相一致，具有发生多个和大肿瘤的不同倾向。肿瘤的组织学特征不明显，并且都是微卫星稳定的。一些肿瘤具有额外的体细胞突变，例如 APC（611731）或 KRAS（190070）基因。突变与每个家族的表型分离；没有证据表明有共同的祖先。该表型与结直肠腺瘤和癌的高外显易感性的常染色体显性遗传相一致，具有发生多个和大肿瘤的不同倾向。肿瘤的组织学特征不明显，并且都是微卫星稳定的。一些肿瘤具有额外的体细胞突变，例如 APC（611731）或 KRAS（190070）基因。肿瘤的组织学特征不明显，并且都是微卫星稳定的。一些肿瘤具有额外的体细胞突变，例如 APC（611731）或 KRAS（190070）基因。肿瘤的组织学特征不明显，并且都是微卫星稳定的。一些肿瘤具有额外的体细胞突变，例如 APC（611731）或 KRAS（190070）基因。

瓦莱等人（2014）在一名患有息肉病和结直肠癌的 28 岁女性中发现了 POLE 基因的从头杂合 L424V 突变。肿瘤 DNA 中未发现 POLE 染色体区域杂合性丢失。该患者是从接受 POLE 基因筛查的 858 名患有家族性/早发性 CRC 的西班牙先证者队列中确定的，占总数的 0.12%。

埃尔赛义德等人（2015）在 1,188 名患有息肉病或家族性结直肠癌的荷兰指数患者中，有 3 名（0.25%）发现了 POLE 基因中 c.1270C-G 颠换（c.1270C-G，NM_006231.2）的杂合性，导致 L424V 突变。在 1 名患者中，突变从头发生。来自 2 个家庭的 3 名患者的肿瘤组织样本显示出微卫星不稳定性，并发现 MSH2（609309）和/或 MSH6（600678）基因存在体细胞突变。研究结果表明，POLE DNA 分析在微卫星不稳定结直肠癌中是必要的，特别是在 DNA 错配修复基因不存在种系变异的情况下。

.0002 面部畸形、免疫缺陷、青斑和身材
矮小，IVS34DS，AG，+3
Pachlopnik Schmid 等人通过纯合性作图，然后对一个患有面部畸形、免疫缺陷、青斑和身材矮小（FILS; 615139）的法国近亲家庭进行候选基因测序（2012）鉴定了 POLE1 基因内含子 34 中的纯合 A 到 G 转变，导致外显子 34 的跳跃、移码、位置 1561 过早终止以及缺乏 C 末端的蛋白质（g.G4444+3A-G）。未受影响的父母的突变是杂合的，在几个大型对照数据库中没有发现这种突变。对患者 T 细胞的 PCR 分析显示有 2 种类型的 POLE1 转录本：野生型（10%）和缺乏外显子 34 的突变型转录本（90%）。患者细胞中全长 POLE1 的表达严重下降。此外，POLE2（602670）的蛋白表达降低，支持 POLE1 在稳定 POLE2 中的作用。最后，对患者 T 细胞、B 细胞、软骨细胞和成骨细胞的研究表明，细胞增殖和细胞周期的 G1 期至 S 期进展受到损害。野生型 POLE1 的表达恢复了患者细胞的 S 期进展。

.0003 宫内生长迟缓、干骺端发育不良、先天性肾上腺发育不全、生殖器异常和免疫缺陷
极，IVS15DS，CG，+32（rs762985435）
来自 12 个家庭的 15 名患者患有宫内生长迟缓、干骺端发育不良、先天性肾上腺发育不全、生殖器异常和免疫缺陷（IMAGEI; 618336），其中包括一名澳大利亚男子（P13），最初由 Pedreira 等人报道（2004）和 Tan 等人之前描述的 2 个澳大利亚姐妹（P11 和 P12）（2006），洛根等人（2018）鉴定了 POLE 基因突变的复合杂合性。所有患者在内含子 15（c.1686+32C-G, NM_006231.3）中共享相同的剪接位点变异，作为共同单倍型的一部分，并结合不同的功能丧失突变（参见例如 174762.0004-174762.0007）。对患者 P1 和 P3 的成纤维细胞的分析表明，c.1686+32C-G 变体显着损害了通常的外显子 15 供体位点的剪接，导致优先使用内含子 15 中的下游可变剪接供体位点，尽管也发生了一些规范剪接。变异转录本中包含 47 bp 的内含子 DNA 会导致移码，预计会导致提前终止密码子（Asn563ValfsTer16）；作者指出，鉴于移码发生在聚合酶催化结构域的起始处，任何翻译的蛋白质都将失去功能。在 2 个澳大利亚姐妹（P11 和 P12）中，第二个突变是外显子 39 中的 1 bp 缺失（c.5265delG；174762.0004），导致移码，预计会导致提前终止密码子（Ile1756SerfsTer5）；在来自美国和爱尔兰的 3 名患者（P7、P8 和 P9）中，POLE 基因外显子 1 发生 c.1A-T 颠换，导致 met1 变为？（Met1？；174762。[0005] 替代；在 22 岁澳大利亚男子（P13）中，外显子 19 发生 c.2049C-G 颠换，导致 tyr683 至 ter（Y683X; 174762.0006）替换；在一名 39 岁女性（P10）中，这是外显子 25 中的 c.3019G-C 颠换，导致聚合酶结构域内高度保守的残基处由 ala1007 替换为 pro（A1007P）。所有变异都很罕见，gnomAD 数据库中欧洲（非芬兰）人群的次要等位基因频率小于 0.000071，并且在可获得亲本 DNA 的 11 个家族中，未受影响的亲本均具有其中 1 个突变的杂合子。对 P1 和 P3 成纤维细胞总蛋白提取物的免疫印迹分析显示 POLE1 水平明显下降，约为对照的 5% 至 11%。时程荧光激活细胞分选分析表明，P1 和 P3 患者的 BrdU 标记的原代成纤维细胞的细胞周期进展延迟，表明 S 期进展受损。洛根等人（2018）得出的结论是，POLE 缺陷会导致染色质负载 POLE 复合物水平降低，从而导致活跃复制起点数量减少而产生复制应激。

（2018），参见 174762.0003。

.0005 宫内生长迟缓、干骺端发育不良、先天性肾上腺发育不全、生殖器异常和免疫
缺陷极、MET1？
用于讨论 POLE 基因外显子 1 中的 c.1A-T 颠换（c.1A-T，NM_006231.3），导致 met1-to-？Logan 等人在 3 名患有宫内生长迟缓、干骺端发育不良、先天性肾上腺发育不全、生殖器异常和免疫缺陷（IMAGEI; 618336）的患者（P7、P8 和 P9）中发现了复合杂合状态的（Met1?）取代（IMAGEI; 618336）（2018），参见 174762.0003。

.0006 宫内生长迟缓、干骺端发育不良、先天性肾上腺发育不全、生殖器异常和免疫缺陷极
，TYR683TER
用于讨论 PO 外显子 19 中的 c.2049C-G 颠换（c.2049C-G，NM_006231.3） Logan 等人在一名患有宫内生长迟缓、干骺端发育不良、先天性肾上腺发育不全、生殖器异常和免疫缺陷（IMAGEI; 618336）的 22 岁澳大利亚男性（P13）中发现了 LE 基因，导致 tyr683-to-ter（Y683X）替换（2018），参见 174762.0003。

.0007 宫内生长迟缓、干骺端发育不良、先天性肾上腺发育不全、生殖器异常和免疫缺陷
POLE，ALA1007PRO
用于讨论 PO 外显子 25 中的 c.3019G-C 颠换（c.3019G-C，NM_006231.3） Logan 等人在一名患有宫内生长迟缓、干骺端发育不良、先天性肾上腺发育不全、生殖器异常和免疫缺陷（IMAGEI; 618336）的 39 岁女性（P10）中发现了 LE 基因，导致 ala1007-to-pro（A1007P）替换（2018），参见 174762.0003。