粘液1,细胞表面相关

粘液是被认为对上皮表面起到保护作用的重糖化蛋白质。分泌和转膜粘液形成保护性粘液屏障,跨膜粘液也可以在细胞外环境中发出不良条件的信号。MUC1是一种跨膜粘液,通常表示在分泌上皮细胞的顶点边界(Yin等人,2003年)。

HGNC 批准的基因符号:MUC1
细胞遗传位置: 1q22基因组坐标(GRCh38): 1:155,185,823-155,192,914(来自 NCBI)

位置 表现型 表型
MIM 号码
遗传 表型
映射密钥
1q22 图布洛内科肾病,自体占主导地位, 2 174000 AD 3

▼克隆和表达
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根德勒等人(1990年)和兰等人(1990年)孤立克隆了全长人类MUC1。推断蛋白包含一个具有信号肽和退化重复的 N 端域,然后是一长串联重复(VNTR) 域,以及具有退化重复区域、跨膜域和短细胞质域的 C 端域。VNTR 区域由 20 氨基酸重复的可变数组成,并包含代表潜在 O-糖化位点的大量血清和三氨酸残留物。C-终端域包含 5 个可能的 N-糖化站点和几个额外的潜在 O-糖化站点。Lan等人(1990年)报告的推断出的MUC1蛋白有大约42次串联重复,结果产生1,255-氨基酸蛋白,计算分子质量为122 kD。利用北方斑点分析,Lan等人(1990年)在几条胰腺和乳房肿瘤细胞系中发现了一个4.4 kb MUC1的主要记录。

Levitin等人(2005年)指出,MUC1的替代拼接产生不同于其N和C术语的等形,缺乏全长MUC1的串联重复阵列,或可能被分泌而不是系在细胞膜上。他们确定了一个拼接变种编码的MUC1等形,称为MUC1/ZD,缺乏串联重复阵列,并具有一个独特的C终点站,由于框架转移。73氨基酸蛋白仅与N-终端信号肽和随后的30氨基酸中的全长MUC1相同。对皮肤的免疫化学分析显示,在皮脂腺、毛囊和表皮的上皮细胞中,MUC1/ZD表达。全长MUC1也表现在皮脂腺的上皮细胞中。MUC1/ZD 定位到细胞表面和间歇空间。SDS-PAGE的明显分子质量为7至8 kD。在非还彩条件下,其质量约为64 kD,表明MUC1/ZD形成由半胱氨酸残留物之间的硫化键连接的寡聚物。

魏等人(2006年)指出,MUC1被翻译为单一的多肽,在内质视网膜中被切成2个子单元。细胞外N端子单位(MUC1N)包含20个氨基酸串联重复的可变数,这些重复由O型连接甘油广泛修改。C-终端子单元(MUC1C)由58-氨基酸细胞外域、28氨基酸转膜域和72氨基酸细胞质尾组成。MUC1N 远远超出甘油,由 MUC1C 与细胞膜系在一起。MUC1C 也积聚在转化细胞的细胞溶胶中,并针对细胞核和线粒体。

Moehle等人使用实时RT-PCR(2006年)发现,MUC1在成人前列腺、乳腺、气管、肺、小肠和结肠以及胎儿肺中表达强烈。在胎盘、肾脏和胰腺中检测到下表达,其次是睾丸、子宫、唾液腺和胃。脊髓、甲状腺、骨髓和胸腺中检测到表达微弱。

西迪基等人(1988年)隔离并测序了人类DF3的cDNA编码。马尔切西等人(2010年)指出,MUC1基因编码的粘液由单克隆抗体DF3识别。

▼基因结构
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莱维廷等人(2005年)报告说,MUC1基因含有7个编码外子。

根德勒等人(1990年)在MUC1基因的上游区域发现了一个TATAA框子和多个GC框。

▼映射
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燕子等人(1987年,1987年)通过体细胞杂交研究和原位杂交,将PUM轨迹对应到1q21-q24。

燕子等人(1988年)发现达菲血组(110700)和PUM(最大洛德得分=4在塔=0)的密切联系。米德尔顿-普莱斯等人(1988年)发现α-斯佩克林(182860)和PUM(最高洛德得分=5.98在塔=0.05) 的链接:这两个轨迹可能位于1q21内。安德森等人(1989年)介绍了CEPH家族中PUM和染色体1标记的联动研究结果。

通过分析跨物种的背交叉小鼠,金斯莫尔等人(1995年)将同源基因绘制为小鼠染色体3。

▼基因功能
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Kufe等人(1984年)使用针对人类乳腺癌的穆林单克隆抗体DF3表明,乳腺癌患者的血浆中DF3抗原水平升高,单克隆抗体与不同分子量的循环糖蛋白(约300至450 kD)有反应。

海耶斯等人(1988年)展示了等离子体DF3抗原的电光多态性。DF3抗原在尿液中表现出来,其中蛋白质的电泳流动性相似,但与血浆中的电泳流动性不相同。家族研究表明,等离子体DF3抗原的电泳异质性是由单个位点中多个等位基因的共生表达决定的,这大概可以编码为DF3抗原的核心蛋白质。DF3抗原也存在于人乳中。它表现在上皮细胞的表面,但红细胞和粒细胞中不存在。见贝克尔等人(1982年),了解与人类和小鼠乳腺癌基因转化相关的抗原的描述。

根德勒等人(1990年)研究了人类乳腺细胞表面存在的多态上皮粘液。它在乳腺癌中受到发育调节和异常表达。

李等人(2003年)说,β-卡泰宁(CTNNB1):116806) 直接与 MUC1 细胞质域(CD) 中富含血清的图案结合,并且相互作用由 MUC1-CD 磷酸化调节。他们表明,MUC1局部化到受感染的老鼠成纤维细胞的表面,MUC1 C端子单元和β-卡泰宁在细胞核中共同定位。MUC1 表达后,核β-卡泰宁的含量增加。MUC1表达成纤维细胞在裸体小鼠中是肿瘤。

Yin等人(2003年)发现氧化应激增加了MUC1在几个人类细胞系中的表达。反过来,MUC1诱导表达抗氧化酶超氧化分解(SOD1:147450), 猫(CAT;115500), 和谷胱甘肽过氧化酶(GPX1;138320). MUC1也减轻了对氧化应激的凋亡反应。

Rahn等人(2004年)指出,ICAM1(147840)将MUC1细胞外域绑定,结合促进MUC1表达肿瘤细胞粘附到含有ICAM1的模拟血管壁上,具有足够的强度,能够承受相当于生理血流的剪切应力。他们报告说,MUC1与ICAM1的相互作用在MUC1表达细胞中触发了细胞内钙振荡。振荡减少抑制SRC家族激酶(190090),磷酸醇-3激酶(见PIK3CA:171834) 和磷脂酶 C(见PLCG1;172420),和脂质筏的中断,但不是通过抑制线粒体激活的蛋白质激酶(见MAPK1:176948).

魏等人(2006年)发现,MUC1C与雌激素受体-α(ESR1) 相关:133430),这种相互作用受到人类乳腺癌细胞系中17β-雌二醇的刺激。MUC1 直接与 ESR1 DNA 结合域相连,并通过阻止其无处不在和降解来稳定 ESR1。色度素免疫沉淀检测表明,与ESR1复合物相关的MUC1对雌激素反应促进剂、增强ESR1促进剂占用率以及增加p160(PELP1) 的招聘:609455) 协办器 SRC1(NCOA1;602691)和GRIP1(604597)。MUC1 刺激了 ESR1 介导的转录,并有助于雌二醇介导的乳腺癌细胞的生长和生存。

胎盘膜作为胎儿与外部环境之间的物理屏障,具有独特的生理作用,具有抗菌和抗抗抗性。Sood等人利用DNA微阵列检查正常人类胎盘中的基因表达模式(2006年)发现MUC1在 amnion 中表达强烈。Muc1淘汰小鼠有慢性子宫感染引起的生殖道正常细菌的过度生长(DeSouza等人,1999年)。粘液蛋白的结构和表达模式表明,它们可以通过固态抑制细菌进入细胞膜来保护粘膜。MUC1的高表达和某些癌症的侵略性之间的关联引发了人们的猜测,即这种糖蛋白通过抑制细胞粘附(Levi等人,2004年)有利于转移。这些观测结果共同向Sood等人(2006年)表明,MUC1的表达可能赋予amnion抗菌和抗抗粘性特性。

Lu等人(2006年)指出,MUC1通过旗林与伪多莫纳斯·阿鲁吉诺萨(PA)互动。他们发现,与野生型小鼠相比,Muc1中缺乏的老鼠更有效地清除了PA,招募了更多的嗜中性粒细胞,并表达了Tnf(191160)和Kc(CXCL1)的较高水平:155730)在支气管韦拉尔厕所流体。ELISA显示,Muc1缺乏的藻类巨噬细胞在体外受PA旗林刺激,分泌更多的Tnf,而Muc1缺乏气管上皮细胞产生更多的Kc. 人类支气管上皮细胞中小干扰RNA介导MUC1的击倒诱导IL8(146930)表达。MUC1在人类胚胎肾细胞中的表达减弱TLR5(603031)依赖IL8释放,以回应弗拉梅林。在这些细胞中缺乏细胞质尾部的MUC1的表达废除了IL8的旗林诱导生产。Lu等人(2006年)得出结论,MUC1抑制肺天生免疫力,并建议其抗炎活性可在微生物感染期间发挥重要的调节作用。

MUC1 和加洛汀 -3(LGALS3;153619)在人类癌中被广泛表达。拉马萨米等人(2007年)表明,在asn36上糖化后,MUC1C通过抑制miRNA322(MIRN322)的表达来诱导甘油-3表达:300682),一种破坏加洛汀-3成绩单稳定的微RNA。反过来,甘胶-3结合MUC1C在糖化asn36站点,并形成了MUC1和表皮生长因子受体(EGFR:131550),将MUC1与EGF(131530)信号集成。

通过微阵列分析,Moehle等人(2006年)发现,与对照组相比,在克罗恩病和溃疡性结肠炎(见266600)患者的伊莱姆和结肠中,包括MUC1在内的粘液的协调下调节。他们在MUC1发起人中发现了一个NF-kappa-B(见164011)结合点,并表明通过炎症细胞因子TNF-α(TNF)激活NF-卡帕-B信号通路:191160)和TGF-测试版(TGFB1):190180) 向上调节的MUC1 mRNA表达式分别近8倍和2倍。

分子遗传学▼
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自体主导性图布洛内科肾病 2

在6个不相关的家庭中,有自体占主导地位的管状肾病-2(ADTKD2;174000), Kirby等人(2013)在 MUC1 基因(158340.0001) 中,在 1 个副本中识别出细胞辛的异质1-bp插入。据预测,插入会导致帧转换,导致具有许多新颖重复序列副本的突变蛋白,但缺乏下游自模块以及野生型 MUC1 前体蛋白( MUC1fs )特有的跨膜和细胞内域。在另外21个患有这种疾病的家庭中,有13个家庭也发现了类似的细胞素插入,这与完全渗透性疾病的原因一致。这种疾病的特点是成人开始缓慢渐进的肾衰竭,最小的蛋白质尿,降低球状过滤率(GFR),偶尔发现肾囊肿超声波。肾活检显示管状纤维化和管状萎缩。末期肾病发生在生命的第三至第七十年。与预测突变VNTR序列相对应的肽抗体显示,亨勒、分离管和收集控制中未见的患者管道的上皮细胞中特定的细胞内染色。突变的MUC1在患者的收集管道中显示与野生型MUC1的部分同位素化。Kirby等人(2013年)强调,这种突变是通过大规模平行测序而错过的,只有通过克隆、南方污点分析、远程PCR以及患者和对照组VNTR等位基因的重建对相关区域进行勤奋分析才能发现。

Olinger等人(2020年)报告了来自欧洲或美国的93个家庭患有ADTKD2。在 MUC1 的 VNTR 域中发现了四个不同的 MUC1 突变(27dupC、28dupA、26_27insG和 23 德林萨特)。所有预测都会导致相同的帧移位和过早停止 codon(MUC1fs)。这种截断的蛋白质积聚在细胞内囊泡中,并造成管状损伤。

多 态 性

卡尔松等人(1983年)通过SDS多晶酰胺凝胶电泳分离技术,然后用放射性干扰的球蛋白进行检测,证明了人类尿粘液的基因确定多态性。花生阿格卢汀是最有效的果胶:因此,建议指定花生反应性尿素(PUM)。卡尔松等人(1983年)确定了4个具有共同继承权的共同等位基因。同样的多态蛋白表现在其他正常和恶性组织上皮起源,包括乳腺。用cDNA探针检测的乳腺粘液的白细胞DNA变异与使用一系列单克隆抗体在电泳后所证明的蛋白质变异完全匹配:对两个大家庭的研究表明了精确的通信。看来,一系列串联重复构成了PUM基因的大部分编码区域,而亚力变化是由于重复次数的变化,就像发生在DNA的超常小型卫星区域一样。

燕子等人(1987年)提出了使用cDNA获得的证据,证明PUM轨迹是一个与几个群体描述的类似超常的"小型卫星"区域,但新颖的是,它被转录和翻译,在表达的基因产物中可以证明同样的多态性。

Gendler等人(1990年)发现,69个北欧人中MUC1基因的VNTR域的重复次数从21个到125个不等,其中占主导地位的指趾为41和85个。观察到的最常见基因型(69个人中的5个)是由2个最常见的等位基因组成的异质体。

利格滕贝格等人报告了由于2号外例中的G/A替代而引起的多态性,负责MUC1成绩单拼接的基因确定变异(1990年,1991年)。普拉特等人(1996年)报告说,该基因的直方体6内重复了CA多态性。各种结果支持了这样一种观点,即MUC1编码序列中的VNTR多态性不是由介质的不平等相互重组引起的。

席尔瓦等人(2001年)对来自葡萄牙北部胃癌高发人群的174名慢性胃炎患者的MUC1 VNTR多态性进行了评估(137215)。这些数据与来自献血者和同一人群的胃癌患者的数据进行了比较。慢性胃炎患者和献血者之间以及慢性胃炎患者和胃癌患者之间也观察到显著差异。小型MUC1 VNTR等位基因的同源基因与胃癌以及慢性萎缩性胃炎和不完整的肠道代谢(胃癌的2个已确定的前体病变)有显著相关关系,这表明MUC1基因型可能定义胃癌变异途径中的不同易感性背景。

福勒等人(2003年)调查了MUC1中的高变率性,并得出结论认为,它可能具有功能性后果。

▼动物模型
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McAuley等人(2007年)观察到,在小鼠口服感染坎皮洛菌杰朱尼后,Muc1的胃肠道表达迅速增加。系统性遗传发生在Muc1-/-小鼠中,但不是在野生型小鼠中,而Muc1-/-小鼠表现出更多的小肠损伤,表现为C.jejuni感染后,与诱导和脱落的上皮的凋亡增加。Muc1-/-小鼠并不比野生型小鼠更容易感染S.型斑疹。对有幻想的小鼠的测试表明,系统性感染的预防完全是由于粘膜上的Muc1表达,而不是造血细胞。Muc1 增强了对 C. jejuni 细胞细胞分解毒素(Cdt) 的抵抗力,缺乏 Cdt 的细菌在 Muc1/-小鼠胃肠道的殖民化方面存在缺陷。McAuley等人(2007年)得出结论认为,MUC1在限制粘膜感染方面至关重要,MUC1表达增强对C.jejuni Cdt的抵抗力。

▼阿莱利克变种(1 选定示例):
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.0001 图布洛内皮肾病, 自体占主导地位, 2
MUC1, 1 - BP 因斯, VNTR 中的细胞氨酸
在6个不相关的家庭中,有自体占主导地位的管状肾病-2(ADTKD2;174000), Kirby等人(2013)在 MUC1 基因中极长(1.5-5.0 kb) GC 丰富的编码变量串联重复(VNTR) 序列的 1 个副本中识别了细胞辛的异质 1b 插入。插入是在7个细胞氨酸发生在位置53-59在一个单一的副本的规范60-mer重复。细胞素的插入发生在每个家族的不同VNTR大小,表明突变的孤立发生。一些家庭以前曾被报告过(例如,Kiser等人,2004年)。据预测,插入会导致帧转换,导致突变蛋白与许多副本的新颖重复序列,但缺乏下游自模块,以及横膜和细胞内域特征的野生型 MUC1 前体蛋白( MUC1fs )。该地区的全基因型显示,该突变与每个家族中与风险相关的单体型分离,但在来自不同人群的 500 多个对照组中未发现。在另外21个患有这种疾病的家庭中,有13个家庭也发现了类似的细胞素插入,这与完全渗透性疾病的原因一致。与预测突变VNTR序列相对应的肽抗体显示,亨勒、分离管和收集控制中未见的患者管道的上皮细胞中特定的细胞内染色。突变的MUC1在患者的收集管道中显示与野生型MUC1的部分同位素化。Kirby等人(2013年)强调,这种突变是通过大规模平行测序而错过的,只有通过克隆、南方污点分析、远程PCR以及患者和对照组VNTR等位基因的重建对相关区域进行勤奋分析才能发现。