肌萎缩性侧索硬化；Perry综合征 ；动力蛋白激活蛋白 1

DCTN1基因编码p150（Glued），这是dynactin复合物的最大多肽，它直接与微管和细胞质动力蛋白（DYNC1H1; 600112）结合，后者是一种基于微管的生物运动蛋白（Holzbaur和Tokito，1996）。

细胞遗传学位置：2p13.1
基因座标（GRCh38）：2：74,361,154-74,391,865

Holzbaur和Tokito（1996）指出，动力蛋白最初被发现是与ATP水解结合的酶，为真核纤毛和鞭毛的细胞运动提供了动力。随后表征了一种独特的动力蛋白胞质形式，并被认为是沿着微管的小泡和细胞器的细胞内逆行运动的原因（Holzbaur and Vallee，1994）。细胞质动力蛋白沿微管运动的细胞质动力需要大分子复合物，肌节蛋白。Dynactin由150、135、62、50（DCTN2; 607376）的10个不同的多肽组成），45、42、37、32、27和24 kD，总质量为1000万道尔顿。动力蛋白与动力蛋白的结合对于神经元功能至关重要，因为特异性破坏这种结合的抗体会阻止挤压的鱿鱼轴突中沿着微管的囊泡运动。Holzbaur和Tokito（1996）指出，动力蛋白与动力蛋白的相互作用可能是囊泡和细胞器轴突转移机制的关键组成部分。动力蛋白在体内起关键作用的进一步证据来自果蝇中同源基因的突变分析。“胶合”基因的突变等位基因在杂合子中诱导了视神经和复眼的神经元的破坏。空突变是致命的。

▼ 克隆和表达
------
Holzbaur和Tokito（1996）分离并鉴定了编码人p150（胶合）以及其他剪接同工型的cDNA克隆。使用这些分离基因组克隆，他们通过基因组Southern印迹发现，人类中只有一个基因，就像之前在大鼠和雏鸡中观察到的那样。

Jang等（1997）克隆并鉴定了小鼠Dctn1。小鼠蛋白质与人蛋白质具有95％的氨基酸同一性。作者在mnd2小鼠中未发现该基因异常。

▼ 基因功能
------
Eaton等（2002年）使用3种不同的扰动破坏了果蝇中的dynactin复合物：dsRNA干扰arp1（ACTR1A的同系物；605143），p150 / Glued突变以及显性负性Glued转基因。在所有3种情况下，破坏导致神经肌肉接头处的突触收缩事件的频率和程度增加。Eaton等（2002年）得出结论，Dynactin在突触前乔木内局部起作用，以促进神经肌肉接头处的突触稳定性。

Kim等（2004年）表明BBS4（600374）蛋白定位于初级纤毛的中心体和基底体的中心粒状卫星，在这里它充当动力蛋白p150（胶合）亚基的衔接子，以募集周围粒状材料1蛋白（ PCM1; 600299）及其与卫星相关的货物。BBS4沉默会诱导PCM1定位错误并伴随着中心体微管解锚，细胞分裂停滞和凋亡。

Gauthier等（2004）显示亨廷顿蛋白（613004）特异性地增强了脑源性神经营养因子（BDNF；113505）沿微管的囊泡转移。他们确定亨廷顿蛋白介导的转运涉及亨廷顿蛋白1（HAP1; 600947）和dynactin的p150（Glued）亚基，后者是分子马达的基本组成部分。在疾病中和通过降低野生型亨廷顿蛋白水平，BDNF转运都被减弱。亨廷顿蛋白/ HAP1 / p150（胶合）复合物的改变与运动蛋白与微管的结合减少有关。聚谷氨酰胺-亨廷汀诱导的转移缺陷导致神经营养支持的丧失和神经元毒性。Gauthier等（2004年）得出结论，亨廷顿蛋白的关键作用是促进BDNF转运，并暗示该功能的丧失可能有助于发病。

Shimojo（2008）使用酵母2杂交和免疫沉淀分析显示，人类RILP（PRICKLE1; 608500）和亨廷顿蛋白与dynactin-1直接相互作用形成三链体。REST通过与RILP的直接相互作用与三链体结合，从而形成涉及REST在非神经元细胞中核易位的四元复合物。在神经元细胞中，复合物还含有HAP1，HAP1影响致病突变亨廷顿蛋白与野生型亨廷顿蛋白与dynactin-1和RILP的相互作用。过表达和敲除分析表明，复合物中HAP1的存在阻止了REST的核易位，从而调节了REST的活性。

使用体内皮肤特异性慢病毒RNA干扰，Williams等（2011年）调查了主轴定向调节，并提供了直接证据表明LGN（609245），NuMA（164009）和dynactin参与其中。在损害不对称细胞分裂中，威廉姆斯等人（2011）发现分层，分化和屏障形成方面的深层缺陷，并暗示Notch（190198）信号是重要的效应子。威廉姆斯等（2011年）得出的结论是，不对称细胞分裂成分通过重新定向有丝分裂纺锤体来实现垂直分裂，从而促进分层和分化。此外，它们的敲除表型与Rbpj（147183）功能丧失突变体之间的相似性提供了重要线索，即当不发生不对称细胞分裂时，基底上Notch信号传导受到损害。

使用小鼠和人类构建体，Zhapparova等（2013）发现SLK（616563）在DCTN1的较小p150（GLUED）1A亚型的基本微管结合域中使丝氨酸磷酸化，并调节了动力蛋白的中心体定位。该磷酸化作用不影响动力蛋白微管的组织特性。p150（GLUED）1A的磷酸化也参与极化细胞的高尔基体重新定向。作者指出，DCTN1的主要同工型p150（GLUED）1B在基本微管结合区缺少20个氨基酸，包括被SLK磷酸化的丝氨酸。

▼ 基因结构
------
Collin等（1998）发现DCTN1基因跨越大约19.4 kb基因组DNA并且由至少32个外显子组成，大小在15到499 bp之间。

普希金等（2001）通过Southern blot和BAC分析表明DCTN1和SLC4A5（606757）蛋白由单个基因座编码。DCTN1-SLC4A5基因座跨度约为230 kb，包含66个外显子。大约200 kb编码SLC4A5。DCTN1由外显子1至其他外显子32编码。因此，同一基因座独特地编码具有不同功能的膜蛋白（SLC4A5）和细胞质蛋白（DCTN1）。

▼ 生化特征
------
晶体结构

Urnavicius等（2018）使用电子显微镜和单分子研究表明衔接子可以向动力蛋白募集第二个达因（600112）。BICD2（609797）倾向于招募单个达因素，而衔接子BICDR1（617002）和HOOK3（607825）主要招募2个达因素。Urnavicius等（2018）发现向双达因复合物的转变增加了微管马达的力和速度。动力蛋白尾-动力蛋白-BICDR1复合物的3.5埃分辨率的冷冻电子显微镜重建揭示了动力蛋白如何充当支架来并排协调2个动力蛋白。Urnavicius等（2018） 得出的结论是，他们的工作为理解不同的衔接子如何募集不同数量的达因素和调节达因-动力蛋白转运机的运动特性提供了结构基础。

▼ 测绘
------
通过荧光原位杂交，Holzbaur和Tokito（1996）将DCTN1基因定位到2p13。他们指出，该基因的位置对应于一种隐性肢带型肌营养不良症的形式（参见LGMD2B；253601）。同样，人染色体2的该区域与包含mnd2小鼠突变的小鼠染色体6的区域显示同系同源性，该区域表现出类似于人运动神经元疾病的症状。

Korthaus等（1997）提供了证据，DCTN1基因对应到TGFA和D2S1394之间的2号染色体。

▼ 分子遗传学
------
Vilarino-Guell等（2009）对286名帕金森病（PD；168600），额颞叶变性（FTLD；600274）或肌萎缩性侧索硬化症（ALS；105400）的个体进行了DCTN1基因测序。在这36个变体中，没有一个被确定地隔离在家族中，这表明DCTN1突变是罕见的，并且在这些疾病中不发挥共同作用。对没有家族史的440例PD，374例FTLD和372例ALS患者的进一步分析也未能发现DCTN1变异与疾病之间的关联。实际上，先前报道的致病性突变T1249I（601143.0002）在435个对照中的3个中被确认，但在较大的谱系中并未与帕金森氏病隔离，因此削弱了该变体的致病性证据。

远端遗传性运动神经元病伴声带轻瘫

脉冲等（2003）在一个缓慢进展的常染色体显性遗传性远端性运动神经病伴声带麻痹的家庭中，DCTN1基因中发现了一个gly59-to-ser突变（601143.0001）（HMN7B; 607641）。

肌萎缩性侧索硬化症的易感性

在250名被诊断出患有肌萎缩性侧索硬化症（ALS; 105400）的患者中，Munch等人（2004年）确定了DCTN1基因（3个突变601143.0002 - 601143.0004）3个科。作者将患者的表型与Puls等报道的区别（2003年），虽然缺乏具体的临床细节，但由于存在上运动神经元体征。Munch等（2004年）建议DCTN1基因突变可能是ALS的易感因素。

佩里综合症

Farrer等人 在8个患有Perry综合征的家庭的受影响成员中（168605）（2009）在DCTN1基因中鉴定了5个不同的杂合突变（参见，例如601143.0006至601143.0007）。体外功能表达研究表明，突变导致微管结合减少和胞浆内包涵体减少。

Caroppo等人在一个大的3代法国人的佩里氏综合症的4个受影响的成员中（2014）在DCTN1基因（G71E; 601143.0008）中发现了一个杂合错义突变。

▼ 等位基因变异体（8个示例）：
------

.0001神经病，远距离遗传马达，VIIB型
DCTN1，GLY59SER
在一个北美家庭中，下运动神经元的缓慢进展，常染色体显性形式伴有声带轻瘫但没有感觉症状（607641），Puls等（2003）发现DCTN1基因（957C-T）的单碱基对改变导致在受影响的家庭成员中59位的甘氨酸被丝氨酸取代。G59S取代发生在动力蛋白p150（Glued）亚基的高度保守的CAP-Gly基序中，该结构域直接与微管结合。动力蛋白dynactin是动力蛋白介导的沿着微管的囊泡和细胞器逆行转移所必需的。dynamitin过表达（607376Dynactin复合物的p50亚基）会破坏该复合物并在转基因小鼠中产生迟发的进行性运动神经元疾病（LaMonte et al.，2002）。

使用体外研究，Levy等（2006）证明突变的G59S突变破坏了DCTN1与微管和EB1的结合（603108）。对来源于具有突变的患者的成纤维细胞和成淋巴细胞的研究表明，突变蛋白被表达并掺入了肌节蛋白复合物中。在应激条件下，与对照相比，突变细胞显示出高尔基复合体形态恢复受损，与细微缺陷一致。G59S突变破坏了CAP-Gly结构域的折叠，导致突变蛋白聚集，从而促进了运动细胞系中的细胞死亡。伴侣Hsp70的过表达（140550）抑制聚集体形成并防止细胞死亡。这些数据表明，G59S突变引起功能的细微丧失和毒性功能的获得。

基于晶体结构，gly59嵌入在β-折叠纸中。在发芽酵母中，Moore等人（2009）产生了G59S类似的突变，导致CAP-Gly结构域完全丧失。功能性表达研究表明，CAP-Gly结构域在有丝分裂纺锤体和细胞核的依赖于动力蛋白的运动的起始和持久性中起着关键作用，但对于基于动力蛋白的运动则是不可或缺的。该功能似乎也取决于上下文，例如在有丝分裂期间，这表明只有在动力蛋白需要克服较高的力阈值才能产生运动时，才需要进行CAP-Gly活性。CAP-Gly结构域不是动力蛋白和微管之间的主要联系，尽管它参与了相互作用。

.0002肌萎缩性侧索硬化症，易感
DCTN1，THR1249ILE
在患有类似于肌萎缩性侧索硬化症（105400）的女性中，Munch等人（2004年）确定了DCTN1基因外显子13中的杂合4546C-T过渡，导致thr1249-ile（T1249I）取代。她在56岁时发病，步态不稳，下肢远端肌肉无力和萎缩。症状在4年内逐渐进展。没有上肢或延髓区域的参与。没有家族史。在150名对照受试者中未发现该突变。另请参阅607641。

Vilarino-Guell等（2009）在435名对照中的3名，440名帕金森病患者（168600名），374 名额颞叶变性（600274名）和372名ALS患者中的5名中确定了T1249I变体。在帕金森氏病的大谱系中，该变体缺乏隔离，削弱了该变体致病性的证据。

.0003肌萎缩性侧索硬化症，易感
DCTN1，MET571THR
Munch等人在一名患有ALS的女性中（105400）（2004年）在DCTN1基因的第15外显子中鉴定到2512T-C杂合过渡，导致met571-thr（M571T）取代。她在48岁时开始出现上肢受累，并在8年内出现了延髓症状。她的妹妹受到了类似的影响，尽管无法获得DNA。在150名对照受试者中未发现该突变。

.0004肌萎缩性侧索硬化症，易感
DCTN1，ARG785TRP
在有可能患有ALS的2个兄弟中（105400），Munch等人（2004年）确定了DCTN1基因第20外显子的杂合3153C-T过渡，导致arg785到trp（R785W）取代。先证者在55岁时开始上肢发作，而他的兄弟在64岁时开始延髓发作。无症状的母亲和姐姐携带相同的突变，表明外et不完全。在150名对照受试者中未发现该突变。

.0005肌萎缩性侧索硬化症，易感
DCTN1，ARG1101LYS
Munch等在患有肌萎缩性侧索硬化症的患者中（105400）（2005年）确定了DCTN1基因中的杂合4102G-A过渡，导致arg1101-to-lys（R1101K）取代。患者的兄弟也携带R1101K突变，患有额颞痴呆，无运动受累。家族史显示，据报道有2个其他家庭成员分别患有运动神经元疾病和额颞痴呆，但他们的DNA无法进行检测。在500名对照个体中未发现该突变。尽管有分子发现，Munch等人（2005）建议R1101K变异也许不是这个家庭的主要基因缺陷。

.0006佩里综合征
DCTN1，GLY71ARG
Farrer等人在2个无关的佩里综合征家庭的受影响成员中（168605）（2009年）确定了DCTN1基因第2外显子的杂合211G-A过渡，导致在CAP-Gly域的GKNDG结合基序内高度保守的残基处出现了gly71-arg（G71R）取代。这些家庭分别是加拿大人和土耳其人，单倍型分析排除了创始人的影响。体外功能表达研究表明该突变降低了微管结合并导致胞浆内包涵体。Farrer等（2009年）还发现患有该疾病的患者在同一密码子（G71E；601143.0008）中存在不同的突变。

Newsway等（2010年）在一个四十多岁的男子身上发现了DCTN1基因的杂合G71R突变。除了帕金森氏症，精神病和体重减轻外，他还表现出额颞叶痴呆的体征以及垂直凝视和中脑萎缩的迹象，这让人联想到进行性核上性麻痹。

.0007佩里综合征
DCTN1，GLN74PRO
在一个患有佩里综合症的日本家庭中，受影响的家庭成员（168605），Farrer等人（2009年）确定了DCTN1基因第2外显子的杂合221A-C转化，在与CAP-Gly域的GKNDG结合基序相邻的高度保守的残基上导致gln74-pro（Q74P）取代。体外功能表达研究表明该突变降低了微管结合并导致胞浆内包涵体。

.0008佩里综合征
DCTN1，GLY71GLU
Caroppo等在3代法国家庭的4名受影响成员中表现出与Perry综合征一致的神经退行性疾病的各种表现（168605）（2014年）在DCTN1基因的第2外显子中鉴定出杂合的c.212G-A过渡，导致GKNDG域中高度保守的残基发生了gly71-glu（G71E）取代。该突变与家族中的疾病隔离开来，并且在Exome Variant Server数据库中不存在。除了佩里综合征的主要特征外，一些患者还表现出额颞叶痴呆，其特征让人联想到进行性核上性麻痹。未对该变体进行功能研究。

Farrer等人先前曾报道过这种突变（2009年）在一个无关的法国派里氏综合症患者的受影响成员中进行。Farrer等（2009年）还发现患有该疾病的患者在同一密码子（G71R；601143.0006）中存在不同的突变。