LIM 结构域和肌节蛋白结合蛋白 1; LIMA1

  • 肿瘤中丢失的上皮蛋白;EPLIN
  • 甾醇调节元件结合蛋白 3;SREBP3

HGNC 批准的基因符号:LIMA1

细胞遗传学位置:12q13.12 基因组坐标(GRCh38):12:50,175,787-50,283,519(来自 NCBI)

▼ 描述

EPLIN 是一种细胞骨架相关蛋白,可抑制肌节蛋白丝解聚并使肌节蛋白丝交联成束(Maul 等,2003)。

▼ 克隆与表达

通过对正常与转化的口腔角质形成细胞进行代表性差异分析,然后筛选 HeLa 细胞 cDNA 文库,Maul 和 Chang(1999) 克隆了 EPLIN 的 2 个剪接变体,他们将其命名为 EPLIN-α 和 EPLIN-β。EPLIN-α编码推导的600个氨基酸的蛋白质,EPLIN-β编码推导的759个氨基酸的蛋白质。两种蛋白均包含位于中心的 LIM 结构域,该结构域与肌肉 LIM 蛋白(600824) 的 LIM 结构域关系较远。Northern 印迹分析检测到 2 个约 3.8 kb 的 EPLIN 转录本。表达量最高的是胎盘,其次是肾脏、胰腺、前列腺、卵巢、脾脏和心脏;在所有其他组织中均检测到低表达。在一些组织中还观察到约 8 kb 的转录本。蛋白质印迹分析在原代乳腺、前列腺和口腔上皮细胞中检测到表观分子质量为 90 kD 的主要 EPLIN-α 蛋白和约 110 kD 的次要 EPLIN-β 蛋白。在原代主动脉内皮细胞和真皮成纤维细胞中检测到低水平的 EPLIN 蛋白,但在心肌中未检测到。心肌中存在转录物但不存在蛋白质表明 EPLIN 表达受到严格调控。免疫荧光分析检测到定位于丝状肌节蛋白的两种 EPLIN 亚型。心肌中存在转录物但不存在蛋白质表明 EPLIN 表达受到严格调控。免疫荧光分析检测到定位于丝状肌节蛋白的两种 EPLIN 亚型。心肌中存在转录物但不存在蛋白质表明 EPLIN 表达受到严格调控。免疫荧光分析检测到定位于丝状肌节蛋白的两种 EPLIN 亚型。

在小鼠中,Zhang 等人(2018)发现LIMA1在小肠中高表达,包括十二指肠、空肠和回肠,并且主要位于刷状缘膜。它在肝脏中适度表达,并且在心脏、脾脏、肺、脑和胰腺中最低限度地检测到。

▼ 基因功能

Maul 和 Chang(1999) 发现 EPLIN-α 在 8 个口腔癌细胞系中的 8 个、4 个前列腺癌细胞系中的 4 个、3 个异种移植肿瘤中的 3 个以及 6 个乳腺癌细胞系中的 5 个中下调或丢失。他们使用诱导型启动子在 U2-OS 骨肉瘤细胞系中过表达 EPLIN-α 和 EPLIN-β,发现任一亚型的诱导都会改变 U2-OS 细胞的形态,从具有鹅卵石外观的圆形多边形细胞变成具有梭形细胞特征和细胞质延伸的较大梭形细胞。EPLIN 过表达抑制细胞增殖并增加胰蛋白酶消化所需的时间,表明细胞-基质相互作用发生了变化。

陈等人(2000) 发现血清刺激 EPLIN-α 启动子的内源转录,并且通过激活 RHOA(165390) 增强转录。EPLIN-β 启动子的转录不受血清影响,表明 2 种亚型的表达可以孤立调节。

摩尔等人(2003) 发现乳腺癌细胞系中任一 EPLIN 同工型的过度表达都会增加肌节蛋白应力纤维的数量。通过 Pull-down 测定,他们确定 EPLIN-α 可以结合肌节蛋白单体和纯化的肌节蛋白丝。使用截短突变体,他们确定 EPLIN-α 至少包含 2 个肌节蛋白结合位点,中央 LIM 结构域的每一侧各 1 个。结合的化学计量显示2个肌节蛋白分子结合1个EPLIN-α分子。他们使用荧光标记的肌节蛋白来监测聚合反应,发现EPLIN-α不会影响聚合反应,但会以浓度依赖性方式减慢解聚速度。EPLIN-α 不会覆盖有倒刺的肌节蛋白末端,但会通过 Arp2/3 抑制肌节蛋白丝的分支成核(604221)。摩尔等人。

张等人(2018) 表明 LIMA1 与 NPC1L1(608010) 和肌球蛋白 Vb(MYO5B; 606540​​) 相互作用,两者都是肠道胆固醇有效吸收所必需的。在小鼠小肠中,Lima1主要存在于刷状缘膜中,并与Npc1l1和肌球蛋白Vb共定位。张等人(2018) 发现 LIMA1 通过将肌球蛋白 Vb 招募到 NPC1L1 来调节 NPC1L1 转移,并且 LIMA1 和 NPC1L1 的相互作用是肠道胆固醇吸收所必需的。

▼ 基因结构

Chen 等人(2000) 确定 EPLIN 基因包含 11 个外显子,跨度超过 100 kb。EPLIN-β mRNA 需要全部 11 个外显子,EPLIN-α mRNA 需要外显子 4 到 11。EPLIN-β 和 EPLIN-α 的 ATG 起始密码子分别位于外显子 2 和 4,并且两个转录物共享相同的 TGA 终止密码子。EPLIN-α启动子含有血清反应元件(SRE),但不含TATA框。EPLIN-β 启动子具有高 GC 含量,并包含多个 Sp1(189906) 共有位点,但没有 TATA 框。

通过基因组序列分析进行绘图,Chen 等人(2000) 将 LIMA1 基因定位到染色体 12q13。

▼ 动物模型

为了研究 LIMA1 的功能,Zhang 等人(2018) 生成的小鼠中,Lima1 在小鼠肠道中被特异性去除,在小鼠肠道中,Lima1 高度表达,而不影响 Npc1l1 的水平,Npc1l1 是一种促进肠道胆固醇摄取的关键跨膜蛋白。肠道特异性(I-Lima1)缺失小鼠表现正常,小肠没有明显的形态变化。与野生型同窝小鼠(51.6%) 相比,I-Lima1 杂合子小鼠和无效小鼠(杂合子小鼠为 35.5%,无效小鼠为 28.6%) 胆固醇摄取显着降低。血浆双同位素比值法显示,Lima1缺陷小鼠的胆固醇吸收减少了约40%。灌胃胆固醇后,I-Lima1 缺失小鼠的肠上皮细胞胆固醇水平低于野生型小鼠;然而,与野生型小鼠相比,I-Lima1 缺失小鼠的粪便胆固醇增加,粪便甘油三酯水平相似,表明 I-Lima1 缺失小鼠的肠道胆固醇吸收减少。当喂食食物时,所有小鼠的血浆和肝脏中的总胆固醇水平相似。相比之下,食用高胆固醇饮食的小鼠血浆和肝脏总胆固醇水平分别增加了 1.63 倍和 4 倍。肠道Lima1缺失小鼠的血浆和肝脏总胆固醇含量分别比喂食高胆固醇饮食的野生型小鼠低28.8%和58.3%。与野生型小鼠相比,Lima1 杂合基因敲除小鼠全身表现正常,膳食胆固醇吸收较少,血浆总胆固醇水平较低,与 LIMA1 K306fs(608364. 0001) 突变。纯合基因敲除小鼠也表现正常,并显示饮食胆固醇吸收减少。与 Npc1l1 敲除小鼠相比,胆固醇吸收的减少程度较小。

▼ 分子遗传学

在一个患有遗传性低水平 LDL 胆固醇(LDLCQ8;618079) 的中国哈萨克家庭(家庭 1)的受影响成员中,Zhang 等人(2018) 鉴定了 LIMA1 基因(K306fs; 608364.0001) 外显子 7 中 8 bp 缺失的杂合性,该缺失导致移码和过早终止。该突变通过全外显子组测序鉴定,并通过桑格测序确认,并与家族中的表型分离。对大约 1,000 名中国哈萨克人的 LIMA1 进行靶向测序,发现外显子 2 存在错义变异(L25I;608364.0002)。另外 3 个 LDL 胆固醇水平较低的家庭。

▼ 等位基因变体(2 个选定示例):.

0001 低密度脂蛋白胆固醇水平数量性状基因座 8
LIMA1、8-BP DEL、NT916
在一个患有遗传性低水平 LDL 胆固醇(LDLCQ8; 618079) 的中国哈萨克家族受影响成员中,Zhang 等人(2018) 鉴定了 LIMA1 基因外显子 7 中 8 bp 缺失(c.916_923del, NM_001113546) 的杂合性,导致赖氨酸 306 处发生移码以及 LIMA1 蛋白(K306fs) 60% 的截短。该变异通过全外显子组测序鉴定,并通过桑格测序证实,在家族中与低胆固醇水平分离,并且在 ExAC 数据库、达拉斯心脏研究和生物银行研究的约 9,400 名个体或 510 名 LDL 胆固醇正常的中国哈萨克人中未发现。在 509 名具有低 LDL 胆固醇的中国哈萨克人中,有 1 名存在杂合性。低菜油甾醇:黄甾醇(Ca:L)比野生型个体的比率表明肠道对胆固醇的吸收减少。定量 PCR 显示该突变不会影响 mRNA 稳定性,而蛋白质印迹分析则检测到受影响个体中的截短蛋白。

.0002 低密度脂蛋白胆固醇水平定量性状基因座 8
LIMA1、LEU25ILE
在 3 个患有遗传性低水平 LDL 胆固醇(LDLCQ8; 618079) 的中国哈萨克家庭的受影响成员中,Zhang 等人(2018) 鉴定了 LIMA1 基因外显子 2 中 c.73C-A 颠换(c.73C-A, NM_001113546) 的杂合性,导致密码子 25(L25I) 处亮氨酸变为异亮氨酸。该突变通过靶向测序进行鉴定,并与家族中的表型进行分离。与野生型个体相比,该变异体携带者的血浆总胆固醇和低密度脂蛋白浓度较低。与野生型个体相比,菜油甾醇:黄甾醇(Ca:L)比率较低,表明肠道对胆固醇的吸收减少。携带 L25I 突变的个体的 LDL 胆固醇水平并不像携带 K306fs 突变的个体那么低(608364.0001),表明 L25I 可能通过破坏蛋白质稳定性来部分损害 LIMA1 功能。当在细胞中表达时,L25I 突变不会影响 RNA 稳定性或翻译效率,但会导致周转率加快。