RAS p21 蛋白激活剂 1

RAS 基因家族编码参与控制细胞增殖和分化的膜相关鸟嘌呤核苷酸结合蛋白(p21)。与其他鸟嘌呤结合蛋白(例如异源三聚体 G 蛋白)类似,RAS 蛋白在活性鸟苷三磷酸(GTP) 结合形式和非活性鸟苷二磷酸(GDP) 结合形式之间循环。RAS 蛋白的弱内在 GTP 酶活性被 GTP 酶激活蛋白(GAP) 的作用大大增强,例如 RASA1,它是 RAS 癌基因作用的效应物( Trahey 等人,1988 )。

▼ 克隆与表达

Trahey 等人(1988)从胎盘中纯化了 RASA1 蛋白,他们称之为 GAP,并获得了该蛋白的内部氨基酸序列,他们从中克隆了 2 个 RASA1 转录本。一个转录物预测了一种蛋白质,其分子量与纯化的 GAP 相似,并且对应于人类牛 GAP cDNA 的当量。另一个转录物预测出具有不同 N 端序列的较小蛋白质,可能是差异剪接的结果。两种转录物都产生了具有 GAP 活性的蛋白质。

▼ 测绘

通过体细胞杂交分析和原位杂交的结合,Hsieh 等人(1989)将 RASA1 基因分配给染色体 5q13.3。柠檬等(1990)通过体细胞杂交体的Southern分析和原位杂交将RASA1基因定位到染色体5q13-q15。

Hsieh 和 Francke(1989)将小鼠 Rasa1 基因定位到 13 号染色体的远端。

▼ 分子遗传学

毛细血管畸形-动静脉畸形1

Eerola 等人 从对毛细血管畸形或“葡萄酒色斑”(163000)的家庭研究开始( 2002 , 2003 ) 确定了 5q 上的易感基因座,最初称为 CMC1。埃罗拉等人(2003 年)筛选了 17 个家族中作为位置候选者的 RASA1 的突变。在表现出与动静脉畸形、动静脉瘘或 Parkes Weber 综合征相关的非典型毛细血管畸形的 6 个家族中检测到杂合失活 RASA1 突变。埃罗拉等人(2003)将这种由 RASA1 突变引起的新实体命名为“毛细血管畸形-动静脉畸形”(CMAVM1;608354)。表型变异被认为是通过 p120-RasGAP 参与控制多种细胞类型(包括血管内皮细胞)的增殖、迁移和存活的各种生长因子受体的信号传导来解释的。

另一种遗传性血管畸形,脑毛细血管畸形(CCM; 116860 ),也与失调的 Ras 信号传导有关。突变蛋白 KRIT1( 604214 ) 最初被确定为Ras 转化的拮抗剂Rap1a( 179520 ) 的结合伙伴。KRIT1 也被证明可以结合 ICAP1( 607153),一种连接整合素和肌节蛋白细胞骨架的蛋白质,这意味着整合素信号介导的 CCM 发病机制中的细胞粘附过程。CMAVM 和 CCM 可能是由于相似的细胞过程,因为 p120-RasGAP 可以结合 Rap1a,Rap1a 在整合素介导的细胞粘附中起重要作用。值得注意的是,在某些具有 CCM 和 KRIT1 突变的家族中,一些成员还具有以角化过度毛细血管-静脉畸形为特征的皮肤损伤(Labauge 等人,1999;Eerola 等人,2000)。

在 3 个患有毛细血管畸形的德系犹太人家庭中,Hershkovitz 等人(2008)鉴定了 RASA1 基因中的杂合突变( 139150.0006 - 139150.0008 )。仅在 1 个家庭中发现了动静脉畸形,这表明 RASA1 相关 CMAVM 的表型谱可包括仅具有毛细血管畸形的患者。

Revencu 等人对 261 名 CMAVM 及相关表型患者进行了一项回顾性和前瞻性联合研究(2013 年)筛查了 RASA1 基因的突变,并在 100 名 CMAVM 患者中的 68 名患者中发现了 58 名,而在相关疾病患者中没有发现,其中包括 100 名普通 CM、37 名 Sturge-Weber 综合征和 24 名 AVM。68 名 CMAVM 突变患者包括欧洲、西班牙或亚洲血统的 32 名男性和 36 名女性;其中7名患者患有Parkes-Weber综合征。58 个突变,其中 43 个是新的,主要是截短突变;52个是私人突变。

雷文库等人(2013 年)分析了来自 CMAVM 患者先天性 Parkes-Weber 病变中的神经纤维瘤的 DNA,该患者先前已确认 RASA1 基因的种系突变。DHPLC 洗脱曲线表明组织中野生型等位基因的功能丧失。SNP 阵列显示 5q 号染色体(包括 RASA1 基因)和部分 22 号染色体(包括 NF2 基因)的镶嵌缺失(607379)。NF2 基因的测序揭示了组织中的无义突变,但血液中没有。作者认为 NF2 基因中的 2 个命中解释了神经纤维瘤的发展,他们推测 5q 的体细胞丢失,包括 RASA1 基因,与 Parkes Weber 病变的发病机制有关。

基底细胞癌,体细胞

RAS 基因中的点突变(“激活”或致癌突变体)会降低 RAS 的内在 GTPase 活性,并且对 GAP 的刺激不敏感。这向弗里德曼等人提出了建议(1993)突变 RAS 的至少一些转化活性是由 RAS 蛋白在其 GTP 结合状态下组成性激活而赋予的。RAS 中的突变使其对 GAP 调节不敏感,导致肿瘤形成。GAP 中消除其下调 RAS 能力的突变可能导致类似的表型。为了检验这个假设,弗里德曼等人(1993)分析了 188 个人类肿瘤样本中 GAP 基因催化结构域内的突变及其 C 末端 SH2 区域内的突变。尽管在催化结构域中没有发现突变,但在基底细胞癌中观察到了 3 种不同的无义突变。突变聚集的区域富含 A/T,这增加了紫外线辐射是促成因素的可能性。在检查的前 5 个肿瘤中发现了 3 个突变。其他 16 例基底细胞癌未见异常。因此,GAP 突变的明显患病率约为 14%(21 个中的 3 个)。分析的肿瘤种类繁多,包括甲状腺癌、肺癌、乳腺癌、结肠癌和胰腺癌。在这些中均未发现 GAP 突变。三通等人(1994)无法证明人肺癌细胞系中 GAP 基因的催化结构域发生突变。

▼ 动物模型

吕贝克等人(2015)发现 T 细胞中同时缺乏 Nf1( 613113 ) 和 Rasa1 的小鼠,但不是那些单独缺乏 Nf1 或 Rasa1 的小鼠,发展为起源于 T 细胞早期的 T 细胞急性淋巴细胞白血病/淋巴瘤(见613065)。细胞发育并且依赖于 Notch1( 190198 ) 中的激活突变。吕贝克等人(2015)得出结论,RASA1 和 NF1 是 T 细胞谱系中的共肿瘤抑制因子。

▼ 等位基因变体( 8个精选示例):

.0001 基底细胞癌,体细胞
RASA1, ARG398LEU
Friedman 等人使用变性梯度凝胶电泳(DGGE) 和直接序列分析(1993)筛选了一种基底细胞癌肿瘤并确定了 GAP 的 SH2 结构域中的错义突变。密码子 398 从 CGA 变为 CTA 导致亮氨酸取代精氨酸。

.0002 基底细胞癌,体细胞
RASA1、LYS400GLY
Friedman 等人使用 DGGE 和直接序列分析(1993)筛选了一种基底细胞癌肿瘤并确定了 GAP 的 SH2 结构域中的错义突变。密码子 400 从 AAA 变为 GAA 导致赖氨酸被甘氨酸取代。

.0003 基底细胞癌,体细胞
RASA1,ILE401VAL
Friedman 等人使用 DGGE 和直接序列分析(1993)筛选了一种基底细胞癌肿瘤并确定了 GAP 的 SH2 结构域中的错义突变。密码子 401 从 ATA 到 GTA 的变化导致用缬氨酸代替异亮氨酸。

.0004 毛细血管畸形-动静脉畸形 1
RASA1,2-BP DEL,475CT
埃罗拉等人(2003)描述了一个患有毛细血管畸形-动静脉畸形-1(CMAVM1; 608354 ) 的家庭(PW1),其中先证者患有下肢帕克斯韦伯综合征。家庭双方的父母和1名祖父母都有毛细血管畸形。先证者的兄弟有颅内动静脉畸形以及多处皮肤毛细血管畸形。在 RASA1 cDNA 475_476delCT 中发现了一个 2 bp 的缺失,导致第 178 位残基的移码和过早终止密码子;移码发生在第 159 位氨基酸处。照片中先证者的父亲患有大的面部毛细血管畸形,先证者的祖父也患有大的颈部毛细血管畸形。这些人都没有RASA1基因的突变。

.0005 毛细血管畸形-动静脉畸形 1
RASA1, CYS540TYR
在他们的家庭 CM11 中,Eerola 等人(2003)发现毛细血管畸形-动静脉畸形(CMAVM1; 608354 ) 与 RASA1 cDNA 的错义突变相关:1619G-A 转换预计会导致 PH 结构域中的 cys540 到 tyr(C540Y) 氨基酸变化相应的 RASA1 蛋白。该家族 2 代的 4 个兄弟姐妹中的 8 个个体携带该突变。CM11 家族的一名成员面部毛细血管染色和动静脉瘘远端肥大,该瘘位于左颈动脉和颈静脉之间,导致心脏超负荷,从婴儿期开始就需要药物治疗。

.0006 毛细血管畸形-动静脉畸形 1
RASA1、ARG285TER
在患有毛细血管畸形(CMAVM1; 608354 )的德系犹太人家庭的受影响成员中, Hershkovitz 等人(2008)确定了 RASA1 基因中的杂合 853C-T 转换,导致 arg285 到 ter(R285X) 替换。

.0007 毛细血管畸形-动静脉畸形 1
RASA1,IVS3AS,乔治亚州,-9
在患有毛细血管畸形-动静脉畸形(CMAVM1; 608354 )的德系犹太人血统的 2 个双胞胎兄弟中, Hershkovitz 等人(2008)确定了 RASA1 基因(829-9G-A) 的内含子 3 中的杂合 G 到 A 转换,导致移码和过早终止。先证者的外耳有一个小的动静脉分流管。

.0008 毛细血管畸形-动静脉畸形 1
RASA1,4-BP DUP,2252TCAT
在患有毛细血管畸形(CMAVM1; 608354 )的德系犹太人家庭的受影响成员中, Hershkovitz 等人(2008)在 RASA1 基因中发现了一个杂合的 4 bp 重复(2252dupTCAT),导致移码和过早终止。