COCHLIN; COCH

• COCH5B2
• 凝血因子 C 同源性

HGNC 批准的基因符号：COCH

细胞遗传学位置：14q12 基因组坐标（GRCh38）：14:30,874,495-30,890,617（来自 NCBI）

▼ 克隆与表达

Robertson 等人使用消减杂交技术（1994） 鉴定了新的耳蜗转录物的部分人类 cDNA。罗伯逊等人（1997） 从胎儿脑 cDNA 文库中获得了人和小鼠 COCH 的全长 cDNA，他们将其称为 COCH5B2。推导的人蛋​​白含有 550 个氨基酸，与小鼠蛋白具有 94% 的序列同一性。它包含一个潜在的信号肽和 2 个与冯维勒布兰德因子（VWF; 613160） A 型结构域同源的结构域。对人体组织的 Northern 印迹分析检测到胎儿耳蜗和前庭中主要 2.3-kb 以及次要 2.0-和 2.9-kb 转录物的表达水平较高，而在胎儿大脑和眼睛中的表达水平非常低。罗伯逊等人（1998） 表明人类 COCH 蛋白与鸡蛋白有 79% 的序列同一性。对晚期胚胎和孵化后鸡耳蜗和前庭组织的原位杂交检测到位于听觉神经节和感觉上皮之间的神经纤维上的纺锤形细胞的表达。这些细胞伴随缰核穿孔处的神经突，神经突通过该开口延伸以支配毛细胞。

▼

通过荧光原位杂交作图，Robertson 等人（1997） 将 COCH 基因对应到 DFNA9 最小关键区域内的 14q11.2-q13。他们将小鼠 Coch 基因定位到 12 号染色体上与人类 14q11.2-q13 同线性同源的区域。

▼ 基因功能

罗伯逊等人（1998） 报道称，鸡内耳中 Coch 的表达模式与 DFNA9（601369） 患者颞骨中嗜酸沉积物的组织学结果相似，与粘多糖基质一致，DFNA9 是一种非综合征性、常染色体显性遗传性听力损失，伴有前庭功能不完全外显。在 DFNA9 患者的前庭迷路中也检测到了与鸡前庭系统中 Coch 表达相对应的结构中的嗜酸物质。罗伯逊等人（1998） 研究了 3 个家族，其颞骨检查具有特征性组织病理学结果。DFNA9 听力损失患者的发病年龄为 20 至 30 ，最初在高频时更为严重，并在 40 至 50 岁时表现出不同程度的进展为失聪。一些 DFNA9 患者接受了人工耳蜗植入，其他患者则使用了助听器。已经发现一系列临床前庭受累，从缺乏症状到出现眩晕、通过眼震电图和组织病理学评估的前庭功能减退。在这 3 个家族中，Robertson 等人（1998） 在小鼠和鸡 Coch 中保守的 COCH 基因残基中发现了一个突变，该突变位于含有 4 个保守半胱氨酸的区域，与 C 因子（FCH 或 LCCL）（鲎鲎中的一种脂多糖结合凝血因子）的结构域同源。通过眼震电图和组织病理学评估发现前庭功能减退。在这 3 个家族中，Robertson 等人（1998） 在小鼠和鸡 Coch 中保守的 COCH 基因残基中发现了一个突变，该突变位于含有 4 个保守半胱氨酸的区域，与 C 因子（FCH 或 LCCL）（鲎鲎中的一种脂多糖结合凝血因子）的结构域同源。通过眼震电图和组织病理学评估发现前庭功能减退。在这 3 个家族中，Robertson 等人（1998） 在小鼠和鸡 Coch 中保守的 COCH 基因残基中发现了一个突变，该突变位于含有 4 个保守半胱氨酸的区域，与 C 因子（FCH 或 LCCL）（鲎鲎中的一种脂多糖结合凝血因子）的结构域同源。

罗伯逊等人（2001） 提出了针对 LCCL 结构域的抗体。使用抗耳蜗蛋白进行的免疫组织化学显示，染色主要出现在小鼠以及人类胎儿和成人组织切片中的螺旋缘和螺旋韧带的纤维细胞区域​​。这些位点对应于原位杂交确定的表达 COCH mRNA 的区域，以及 DFNA9 中显示组织学异常的内耳区域。在受 DFNA9 影响的个体颞骨切片中，表达 COCH mRNA 和蛋白产物的纤维细胞正是缺失或显着减少并被嗜酸性非细胞物质取代的细胞类型。

为了定义 DFNA9 的分子基础，Grabski 等人（2003） 生成了 myc 标记的野生型和突变型耳蜗蛋白，并探索了它们在瞬时转染系统中的行为。实验结果表明 COCH 突变不太可能导致分泌异常，细胞外事件可能导致 DFNA9 病理。他们一致认为，野生型耳蜗蛋白在细胞外沉积物中积累，与基质成分纤连蛋白（FN1；135600）非常相似，而突变型耳蜗蛋白在细胞外物质的数量和模式上有所不同。虽然一些突变体表现出几乎正常的沉积模式，但一些突变体表现出完全缺乏沉积。结果表明，DFNA9 是由未能正确整合到细胞外基质中的基因产物引起的。

在小鼠和人类内耳中，罗伯逊等人（2006） 发现耳蜗蛋白免疫染色仅限于中胚层来源的组织；神经外胚层衍生的结构明显缺乏耳蜗蛋白表达。耳蜗蛋白免疫阳性的中胚层结构包括螺旋韧带、角膜缘和骨螺旋层通道，它们是膜性耳蜗的一部分。前庭迷路和嵴在感觉上皮下方以及壶腹壁的纤维细胞和基质中显示出强烈的耳蜗蛋白染色。蛋白质组学分析显示，野生型小鼠的耳蜗和前庭迷路中有强烈稳定的 cochlin 表达，而 Coch-null 小鼠中则没有表达。对人类对照和 DFNA9 颞骨的蛋白质组学分析表明，耳蜗蛋白是对照人类样本耳蜗中最常见的蛋白质。罗伯逊等人（2006） 指出，他们的发现与之前使用 Northern blot、组织原位杂交、免疫组织化学分析进行的研究一致。

▼ 分子遗传学

常染色体显性耳聋 9

在 3 个不相关家庭的受影响成员中，孤立出常染色体显性遗传性耳聋 9（DFNA9; 601369），Robertson 等人（1998） 鉴定出 COCH 基因中的杂合错义突变（603196.0001-603196.0003）。

弗兰森等人（1999） 报告了对 1 个比利时大家庭和 2 个荷兰小家庭进行的遗传分析，这些家庭患有常染色体显性遗传非综合征性进行性感觉神经性听力损失，并伴有前庭功能障碍。所有 3 个家族均携带 pro51 至 Ser 突变（603196.0004）。在所有3个有听力损失和平衡问题的家庭中，超过25%的患者表现出额外的症状，包括眩晕、耳鸣、耳闷感和听力损失。临床上，这些症状符合梅尼埃病的标准（156000）。弗兰森等人（1999） 建议患有梅尼埃病症状的患者应考虑 COCH 突变。

由于在一些具有 COCH 突变的家族中描述了类似梅尼埃病的症状，Usami 等人（2003） 对日本人群进行了 COCH 突变分析，其中包括 23 名来自常染色体显性听力障碍孤立家庭的患者，其中 4 名报告有前庭症状，以及 20 名梅尼埃病患者。在一名患有常染色体显性遗传性听力损失和前庭症状的患者中发现了一种新的点突变，即ala119到thr（A119T；603196.0006），但在梅尼埃病患者中没有发现突变。宇佐美等人（2003） 得出的结论是，COCH 基因的突变是导致大部分患有常染色体显性遗传性听力损失并伴有前庭症状的患者的原因，

街等人（2005） 对一个患有听力损失、前庭和动眼神经障碍的美国家系进行了全基因组扫描和连锁分析。使用标记 D14S1021 获得的最大成对 lod 得分为 7.08，并且在 COCH 基因（603196.0007） 的外显子 12 中发现了与听觉功能障碍共分离的突变。街等人（2005） 指出这是第一个报道的 LCCL 结构域之外的突变，该结构域由外显子 4 和 5 编码。

希尔德布兰德等人（2009） 在分离 DFNA9 的 5 代家族的受影响成员中鉴定出 COCH 基因中的 P51S（603196.0004） 突变。一名携带此突变的家庭成员患有双侧上半规管裂开。希尔德布兰德等人（2009） 建议对 DFNA9 相关性耳聋患者进行高分辨率颞骨 CT 筛查，并对散发性或家族性上半规管裂开病例进行 COCH 筛查。

Crovetto 等人在 3 名无关的半规管裂开患者中发现，该患者没有该疾病或耳聋的家族史（2012） 排除了 COCH 基因的编码外显子和内含子-外显子边界的突变。

罗伯逊等人（2006） 发现 DFNA9 患者的颞骨显示出大量的耳蜗蛋白免疫反应性嗜酸性无细胞沉积物，遍布螺旋韧带、角膜缘和骨螺旋层。Coch 缺失小鼠没有表现出此类物质，表明 DFNA9 相关突变导致显性失活效应。罗伯逊等人（2006） 认为 DFNA9 中这些通道的阻塞会导致继发性神经元损伤和听力损失。

常染色体隐性耳聋110

JanssensdeVarebeke 等人有 2 名兄弟，他们的父母是摩洛哥血统的比利时近亲，患有常染色体隐性遗传性耳聋 110（DFNB110；618094）（2018） 鉴定了 COCH 基因中的纯合无义突变（R98X; 603196.0010）。该突变是通过基因组的下一代测序发现的，并通过桑格测序证实，与家族中的疾病分离。RNA 分析表明，该突变导致无义介导的 mRNA 衰变和功能完全丧失。

▼ 动物模型

Makishima 等人（2005） 将 Coch 缺失瞄准小鼠的内耳，发现突变体的内耳中没有可检测到的耳蜗蛋白，并且对咔哒声和纯音刺激的听觉脑干反应与野生型小鼠没有区别。lacZ 报告基因检测显示突变小鼠耳蜗和前庭迷路的非感觉上皮和基质区域有 Coch mRNA 表达。槙岛等人（2005） 得出的结论是，DFNA9 可能不是由 COCH 单倍体不足引起的，而是由内耳非感觉区域的显性失活或功能获得效应引起的。

机会等人（2010） 在 Ames waltzer 小鼠中鉴定了与耳蜗发病机制相关的蛋白质和蛋白质网络，该小鼠是 Usher 综合征 1F 的耳聋模型（USH1F; 602083）。通过定量 2D 凝胶电泳和质谱（MS） 分析来自野生型和 Ames waltzer 小鼠在出生后第 30 天（耳蜗病理学已得到充分确立的时间点）的耳蜗蛋白。在 2,270 个点中，与对照相比，艾姆斯华尔兹耳蜗中有 69 个点显示出强度的显着变化。耳蜗蛋白在 20 个肽点中被鉴定；其中大部分上调，少数下调。MS 序列数据分析表明，在 Ames waltzer 耳蜗中，一组全长耳蜗蛋白同工型上调，而缺失 N 端 FCH/LCCL 结构域的同工型下调。对所有差异表达蛋白质的蛋白质相互作用网络分析揭示了许多统计显着的候选蛋白质网络，预计在受影响的耳蜗中会发生改变。对蛋白质组学和生物信息学研究中选定的候选者进行的定量 PCR（qPCR） 分析显示，Coch mRNA 以及 p53（191170）、Brn3a（POU4F1; 601632） 和 Nrf2（NFE2L2; 600492） 的 mRNA 上调，这些转录因子与应激反应和生存相关。机会等人（2010）表明，耳蜗蛋白水平升高可能是导致 USH1F 模型中耳蜗神经上皮退化的重要病因。对蛋白质组学和生物信息学研究中选定的候选者进行的定量 PCR（qPCR） 分析显示，Coch mRNA 以及 p53（191170）、Brn3a（POU4F1; 601632） 和 Nrf2（NFE2L2; 600492） 的 mRNA 上调，这些转录因子与应激反应和生存相关。机会等人（2010）表明，耳蜗蛋白水平升高可能是导致 USH1F 模型中耳蜗神经上皮退化的重要病因。对蛋白质组学和生物信息学研究中选定的候选者进行的定量 PCR（qPCR） 分析显示，Coch mRNA 以及 p53（191170）、Brn3a（POU4F1; 601632） 和 Nrf2（NFE2L2; 600492） 的 mRNA 上调，这些转录因子与应激反应和生存相关。机会等人（2010）表明，耳蜗蛋白水平升高可能是导致 USH1F 模型中耳蜗神经上皮退化的重要病因。

C 因子是鲎 Lumulus 的一种丝氨酸蛋白酶，对于抗菌反应至关重要。皮等人（2013） 基于其与 C 因子的同源性，特别是在 N 端 LCCL 结构域，假设 COCH 也可能参与先天免疫。蛋白质印迹分析和免疫荧光显微镜证明小鼠滤泡树突状细胞（FDC） 表达和分泌 Coch 到通过脾白髓和淋巴结分配趋化因子和其他分子的导管管腔中。缺乏 Coch 的小鼠保留了 FDC 对导管的粘附，并且 Coch 缺乏对适应性免疫反应没有影响。在野生型小鼠的炎症过程中，聚集蛋白聚糖酶-1（ADAMTS4；603876） 和聚集蛋白聚糖酶-2（ADAMTS5；605007） 产生 2 个 Coch 裂解产物 p8 和 p18，并释放到血液中。Coch p8 和 p18 片段分别对应于 LCCL 结构域和糖基化 LCCL 结构域。Coch -/- 小鼠肺部感染铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌后存活率降低，这与局部细胞因子产生、免疫效应细胞募集和细菌清除减少有关。皮等人（2013） 得出结论，产生 COCH 的 FDC 有助于细菌防御中的先天免疫反应。

▼ 等位基因变异（10 个选定示例）：

.0001 耳聋，常染色体显性遗传 9
COCH，VAL66GLY
在 Manolis 等人的原始家族中。Robertson 等人（1996） 证明了常染色体显性耳聋（DFNA9; 601369） 到染色体 14q 的映射（1998） 在 COCH 基因外显子 4 的核苷酸 253 处发现了 T 到 G 的颠换，导致 val66 到 gly 的取代。

.0002 耳聋，常染色体显性遗传 9
COCH，GLY88GLU
在一个常染色体显性非综合征性耳聋家族中，伴有不同的前庭功能障碍和常染色体显性耳聋的组织学特征（DFNA9; 601369），Robertson 等人（1998） 在 COCH 基因的外显子 5 的核苷酸 319 处发现 G 到 A 的转变，导致密码子 88 从 GGA（gly） 变为 GAA（glu）。

.0003 耳聋，常染色体显性遗传 9
COCH，TRP117ARG
在一个具有常染色体显性遗传耳聋 9（DFNA9；601369） 临床和耳蜗组织病理学变化的家族中，Robertson 等人（1998） 发现受影响的成员在外显子 5 的核苷酸 405 处表现出 T 到 C 转变的杂合性，导致 cochlin 蛋白中 trp117 到 arg 的取代。

.0004 耳聋，常染色体显性遗传 9
COCH，PRO51SER
在一个患有常染色体显性遗传性非综合征性进行性感音神经性听力损失的荷兰家庭中，de Kok 等人（1999） 发现该基因座对应到 11.0-cM 区域，与 14q12-q13 上的 DFNA9（601369） 间隔重叠。在临床上，荷兰家族与最初的 DFNA9 家族的不同之处在于发病年龄较晚，且前庭损伤更为明显。COCH 基因的序列分析揭示了 208C-T 突变，导致该家族中所有受影响个体的预测蛋白中出现 pro51 到 Ser 的替换，但未受影响的家族成员或 200 名对照个体中则没有。在具有相似表型的 3 个明显不相关的家族中也发现了相同的突变，这表明存在荷兰创始人突变。第 51 位的突变丝氨酸位于半胱氨酸之间，可能干扰 COCH 蛋白的正确折叠或其与细胞外基质蛋白的相互作用。德科克等人（1999） 确定了 12 名受影响的核心家庭成员和 4 名可能受影响的核心家庭成员；可能受到影响的成员属于最年轻的一代。听力障碍的发病年龄为36岁至62岁。减值迅速发展为严重损失。听力图显示主要是高频听力障碍，并在后期扩展到所有频率。所有受试者在听力损失开始时都经历了不稳定，尤其是在黑暗中，以及头部运动依赖性振动。神经系统评估显示除前庭损伤外没有其他缺陷。

弗兰森等人（1999） 报告了对 1 个比利时大家庭和 2 个荷兰小家庭进行的遗传分析，这些家庭患有常染色体显性遗传非综合征性进行性感觉神经性听力损失，并伴有前庭功能障碍。所有 3 个家族均携带 pro51 到 Ser 的突变。与大多数受影响的家庭成员相比，其中一名患者的发病年龄较早，结果显示该患者的突变是纯合的。在所有3个有听力损失和平衡问题的家庭中，超过25%的患者表现出额外的症状，包括眩晕、耳鸣、耳闷感和听力损失。临床上，这些症状符合梅尼埃病的标准（156000）。弗兰森等人（1999） 建议患有梅尼埃病症状的患者应考虑 COCH 突变。

弗兰森等人（2001） 在来自比利时和荷兰的 15 个具有 P51S 突变的家族中，有 9 个发现 COCH 基因周围存在显着的单倍型共享。其中 6 个家族对所研究的所有 7 个标记具有相同的单倍型。他们得出的结论是，这些家庭拥有共同的祖先。

希尔德布兰德等人（2009） 在分离 DFNA9 的一个 5 代美国家族成员中发现了 P51S 突变。比较与 COCH 紧密连锁的高度杂合的短串联重复多态性（STRP），Hildebrand 等人（2009）表明该家族与先前报道的 5 个比利时 P51S 家族有关（Fransen 等人，2001），为西欧比荷卢经济联盟地区的奠基者效应提供了进一步的证据。Hildebrand 等人报道了该家庭的一名成员（2009） 双侧上半规管裂开。

.0005 耳聋，常染色体显性 9
COCH，ILE109ASN
Grabski 等人（2003） 在瞬时转染系统中测试了 DFNA9（601369） 中发现的 COCH 的 ile109 到 asn 突变的行为。他们发现 I109N 突变体，如 V66G（603196.0001） 和 G88E（603196.0002），没有显示出任何正常的细胞外沉积物。

.0006 常染色体显性耳聋 9
COCH，ALA119THR
在一名日本患者中，Usami 等人从 40 岁起开始出现进行性感音神经性听力损失（DFNA9; 601369），并伴有反复眩晕发作（2003） 在 COCH 基因的外显子 5 中发现了 355A-G 转变，导致 ala119 到 thr（A119T） 突变。该患者的临床特征与之前 DFNA9 家族报告中描述的特征一致。

.0007 耳聋，常染色体显性 9
COCH，CYS542PHE
在患有听力损失和前庭障碍（DFNA9; 601369） 以及动眼神经障碍的美国谱系（HL3） 中，Street 等人（2005） 在 COCH 基因的外显子 12 中发现了 1625G-T 颠换，导致 cochlin C 末端的 cys542-to-phe（C542F） 取代。该突变与听觉功能障碍共分离，并且在 206 条对照染色体中未发现。该家庭中一名 17 岁男性存在听力损失和前庭功能障碍；街等人（2005） 指出，这是迄今为止报道的 DFNA9 家族成员中最年轻的发病年龄。

.0008 耳聋，常染色体显性遗传 9
COCH，CYS542TYR
在一个患有常染色体显性耳聋的中国大家庭的受影响成员中（DFNA9；601369），Yuan 等人（2008） 鉴定了 COCH 基因外显子 12 中的杂合 1625G-A 转换，导致 vWFA2 结构域中的 cys542 至 tyr（C542Y） 取代。100 名中国对照者中不存在这种突变。详细的研究表明，一些受影响的家庭成员的前庭功能轻微受损，但没有人出现临床前庭症状。袁等人（2008） 指出，先前曾在一个欧洲血统的美国大家族中报道过同一残基 C542F（603196.0007） 的突变。有人认为，C542F 突变会消除耳蜗蛋白 vWFA2 结构域中二硫键的形成，从而改变该蛋白在听觉和前庭系统中的功能。

.0009 耳聋，常染色体显性遗传 9
COCH，MET512THR
在一个患有常染色体显性耳聋的中国小家庭的 2 名受影响成员中（DFNA9；601369），Yuan 等人（2008） 鉴定了 COCH 基因中的杂合 1535T-C 转变，导致 vWFA2 结构域中的 met512 至 thr（M512T） 取代。100 名中国对照者中不存在这种突变。

.0010 耳聋，常染色体隐性遗传 110（1 个家族）
COCH，ARG98TER
2 个兄弟，由摩洛哥血统的比利时近亲父母所生，患有常染色体隐性遗传耳聋 110（DFNB110；618094），JanssensdeVarebeke 等人（2018） 在 COCH 基因的外显子 5 中鉴定出纯合 c.292C-T 转换（c.292C-T, NM_004086.2），导致 arg98 到 ter（R98X） 取代。该突变是通过基因组的下一代测序发现的，并通过桑格测序证实，与家族中的疾病分离。它曾在 ExAC 数据库中以杂合状态被发现。RNA 分析表明，该突变导致无义介导的 mRNA 衰变和功能完全丧失。