p53 的 MDM4 调节器； MDM4

小鼠双MINUTE 4 同源
p53 结合蛋白 MDM4
MDMX
HDMX

HGNC 批准的基因符号：MDM4

细胞遗传学位置：1q32.1 基因组坐标（GRCh38）：1:204,516,406-204,558,120（来自 NCBI）

▼ 说明

MDM4 基因编码的蛋白质与 MDM2（164785）一起充当转录因子 TP53（191170）的负调节因子（Toufektchan 等人的总结，2020）。

▼ 克隆与表达

什瓦茨等人（1997）通过使用小鼠 mdmx 探针从结肠致瘤细胞系中筛选人类 cDNA 文库，孤立了编码 MDM4 的 cDNA。人类 MDM4 基因编码 490 个氨基酸的蛋白质，其中包含环指结构域和假定的核定位信号。蛋白质的预测质量为 54 kD，而观察到的质量为 80 kD，Shvarts 等人认为存在差异（1997）指出可能是由于磷酸化或其他翻译后修饰。 Northern 印迹分析显示 10 kb mRNA 在胸腺中高水平表达，而在所有其他测试组织中低水平表达。在睾丸中检测到 2.2-kb mRNA。体外翻译产生的 MDM4 蛋白通过位于 MDM4 蛋白 N 末端区域的结合域与 p53（191170）相互作用。 MDM4 与 p53 结合蛋白 MDM2（164785）（一种 E3 泛素连接酶）具有显着的结构相似性。

拉拉帕利等人（1999）从小鼠成纤维细胞系中克隆了包含 68 bp 内部缺失的 Mdm4 亚型。该缺失产生移码，产生仅由 p53 结合结构域组成的 127 个氨基酸的蛋白质。在所有测试的增殖和转化的啮齿动物和人类细胞系中都检测到了这种短形式。当过表达时，它比全长蛋白更有效地抑制 p53 介导的转录激活和诱导细胞凋亡。

▼ 基因功能

MDM2 和 p53 之间的相互作用对于细胞活力至关重要； Mdm2 的缺失会以 p53 依赖性方式导致体外和体内细胞死亡。 MDM4 具有一些与 MDM2 相同的特性，但与 MDM2 不同，它不会导致核输出或 p53 降解。为了研究 MDM4 的体内功能，Parant 等人（2001）删除了小鼠的 Mdm4 基因。 Mdm4缺失小鼠因细胞增殖丧失而在交配后7.5至8.5天死亡。当帕兰特等人（2001）在 p53 无效等位基因中进行杂交，他们发现 p53 的缺失完全挽救了 Mdm4 -/- 胚胎致死性。因此，MDM2 和 MDM4 是体内 p53 的非重叠关键调节因子。这些数据定义了 p53 调节的新途径，并提出了 MDM4 水平增加和由此导致的 p53 失活有助于人类肿瘤发展的可能性。

Linares 等人利用体外泛素化测定和小干扰 RNA 介导的人类细胞系 HDMX 表达下调（2003）确定 HDMX 刺激 HDM2 E3 连接酶活性，并且需要 HDMX 在正常生长条件下将 p53 保持在低水平。 HDMX 本身并不起到 E3 的作用，而是与 HDM2 结合在一起发挥作用。此外，HDMX刺激HDM2的自身泛素化，并且HDMX是HDM2泛素化的底物。

佩雷格等人（2005）发现用 3 种双链断裂（DSB）诱导剂处理培养的人类细胞会导致内源表达和异位表达的 HDMX 显着减少。这种减少反映了多泛素化后蛋白酶体介导的降解，而不是表达减少。为了响应 DSB，HDMX 在至少 3 个位点（ser342、ser367 和 ser402）上被磷酸化，这种磷酸化诱导 HDMX 介导的 HDMX 泛素化，随后发生降解。 Ser403 上的 HDMX 磷酸化响应 DSB 需要 ATM（607585）。

劳里等人（2006）表明，在视网膜形成过程中 RB1（614041）丢失后，由 ARF（见 600160）、MDM2（164785）、MDMX 和 p53（191170）介导的肿瘤监视途径被激活。 RB1 缺陷的视网膜母细胞会经历 p53 介导的细胞凋亡并退出细胞周期。随后，MDMX 基因的扩增和 MDMX 蛋白表达的增加在肿瘤进展过程中被强烈选择，作为抑制 RB1 缺陷视网膜细胞中 p53 反应的机制。劳里等人（2006）得出的结论是，他们的数据提供了证据，证明 p53 通路在视网膜母细胞瘤中失活，并且这种癌症并不像以前认为的那样起源于本质上抗死亡的细胞。此外，劳里等人（2006）表明他们的数据支持 MDMX 是治疗视网膜母细胞瘤的特定化疗靶点的观点。

Wang 等人利用人类癌细胞系的过度表达和抑制研究（2017）发现 miRNA766（MIR766; 301062）在转录后水平增加 p53 蛋白表达。 MIR766 结合 MDM4 的 3 素 UTR，并降低 MDM4 mRNA 和蛋白表达。王等人（2017）得出结论，MIR766 通过直接靶向 MDM4 诱导 p53 积累和 G2/M 期阻滞。

▼ 测绘

通过荧光原位杂交，Shvarts 等人（1997）将 MDM4 基因定位到人类染色体 1q32。

▼ 分子遗传学

骨髓衰竭综合症 6

Toufektchan 等人在患有骨髓衰竭综合征 6（BMFS6; 618849）的 4 名家庭成员（NCI-226）中进行了研究（2020）在 MDM4 基因的 RING 结构域中发现了杂合错义突变（T454M; 602704.0001）。该突变是通过全外显子组测序发现的，与家族中的疾病分离。在 gnomAD 数据库中找不到它。尽管先证者的 TERT 基因也携带杂合 W203S 变异，但排除了其他候选基因的突变（187270）。在gnomAD数据库中没有发现TERT变异，但它并没有与家族中的疾病分离；不能排除TERT变体的修饰作用。体外研究表明，突变的 MDM4 蛋白保留了 ATP 结合能力，但改变了与 MDM2 的结合。将MDM4突变体转染人U2OS细胞后发现，该突变导致突变蛋白水平降低以及TP53抑制缺陷，导致TP53异常激活。该突变的携带者表现出相当大的表型异质性，被发现携带已知影响 TP53 活性的不同额外 TP53 多态性，这表明这些多态性可能对疾病产生改变影响。这些数据和小鼠模型研究（参见动物模型）导致 Toufektchan 等人（2020）表明，MDM4 基因的突变会导致端粒缩短，这是由于异常的 TP53 激活扰乱了端粒相关基因的表达。

关联待确认

达亚历山德罗等人（2016）对 81 名患有房室间隔缺损（AVSD；见 606215）的无关先证者进行全外显子组测序，以确定与 AVSD 具有强烈生物学相关性的 112 个基因的综合组中的潜在因果变异。与对照相比，在基因集中发现了罕见和罕见破坏性变异的显着富集（比值比（OR） 1.52；95% 置信区间（CI），1.35-1.71；p = 4.8 x 10（-11））。与没有 AVSD 且法洛四联症的队列相比，该富集针对 AVSD 先证者（OR 2.25；95% CI，1.84-2.76；p = 2.2 x 10（-16））。与对照组相比，包括 MDM4 在内的 6 个基因在 AVSD 中富含罕见变异。该研究结果在 81 名 AVSD 先证者的复制队列中得到了证实。达亚历山德罗等人（2016）得出的结论是，与 AVSD 具有强烈生物学相关性的基因（包括综合征相关基因）的突变可能导致 AVSD，即使对于那些患有孤立性心脏病的人也是如此。 MDM4 中的六种罕见非同义变异发生在 7.4% 的 AVSD 病例中，而外显子组变异服务器（EVS）的对照中这一比例为 1.2%（OR 5.0；p = 3.2x10（-4））。一种变异（K324Q）出现在 5 名个体（次要等位基因频率 = 0.061）、1 名未受影响的自闭症对照组和 40 名 EVS 个体（次要等位基因频率 = 0.0047）中。由于该单一变异在队列中发生的频率很高，因此在 97 名未受影响的对照中进行了基因分型。与 AVSD 病例（6.1%；p = 0.003）相比，K324Q 变异在对照组中的出现频率较低（2/97 或 2.1%）。在复制队列中还发现了另外 3 个变体。所有携带 MDM4 变异的先证者均患有孤立性心脏病。

▼ 动物模型

Toufektchan 等人（2020）发现 Mdm4 基因 T454M 突变纯合子小鼠在出生后不久就因呼吸衰竭而死亡。与对照组相比，突变小鼠的肺组织平均端粒长度减少了 25%，p21 水平增加，表明 Tp53 活性增加。这些发现也在突变小鼠的成纤维细胞中观察到，这些突变小鼠的成纤维细胞显示出与端粒生物学相关的基因（例如 RTEL1（608833））的表达发生了改变。突变型 Mdm4 蛋白的水平也下降，这可能导致 Tp53 活性增加。 Tp53 活性的降低挽救了围产期致死率，这也表明突变表型是由 Tp53 异常激活引起的。同样，Tp53 +/- 的纯合 T454M 小鼠在新生儿期存活下来，但出现足垫色素沉着过度和骨髓细胞减少，最终导致过早死亡。杂合子 T454M 突变小鼠在 6 个月大时没有明显的表型，除了脚垫有轻微的色素沉着之外，然而，杂合子小鼠对 Tp53 活性的增加过敏，其组合导致了多种异常，包括心脏肥大、胸腺发育不全、睾丸发育不良。端粒长度减少 34% 导致发育不全、骨髓衰竭和过早死亡。

▼ 等位基因变异体（1 个选定示例）：

.0001 骨髓衰竭综合征 6（1 个家族）
MDM4、THR454MET

Toufektchan 等人在患有骨髓衰竭综合征 6（BMFS6; 618849）的 4 名家庭成员（NCI-226）中进行了研究（2020）鉴定了 MDM4 基因中的杂合 C 到 T 转换（chr1.204,518,698C-T, ENST00000367182），导致 RING 结构域中的 thr454 到met（T454M）取代。该突变是通过全外显子组测序发现的，与家族中的疾病分离。在 gnomAD 数据库中找不到它。体外研究表明，突变的 MDM4 蛋白保留了 ATP 结合能力，但与 MDM2 的结合发生了改变（164785）。将MDM4突变转染人U2OS细胞后发现，突变蛋白水平降低，TP53抑制缺陷，导致TP53异常激活。