LAMININ, α-5; LAMA5

  • KIAA0533
  • KIAA1907

HGNC 批准的基因符号:LAMA5

细胞遗传学位置:20q13.33 基因组坐标(GRCh38):20:62,309,059-62,367,317(来自 NCBI)

▼ 克隆与表达

迈纳等人(1995)确定了脊椎动物层粘连蛋白链α亚家族的第五个成员。与层粘连蛋白的三聚结构一致,当时表征的所有基底层均含有至少 1 个 β 链和至少 1 个 γ 链。另一方面,对于α链来说,情况不太清楚。Miner 等人使用 PCR 技术(1995) 发现了一种新的鼠类 α 链,称为 α-5。序列分析揭示了与唯一已知的果蝇α链的密切关系,表明祖先α层粘连蛋白基因与层粘连蛋白α-5比与层粘连蛋白α-1(150320)、α-2(156225)、α-3(600805)或α-4(LAMA4;600133)更相似。RNA表达分析表明,α-5在成人组织中广泛表达,在肺、心脏和肾脏中表达水平最高。迈纳等人。

杜尔金等人(1997) 描述了编码人层粘连蛋白 α-5 链的 953 个氨基酸 C 端 G 结构域的 cDNA 克隆。Northern印迹分析表明,层粘连蛋白α-5链在人胎盘、心脏、肺、骨骼肌、肾脏和胰腺中表达。

Nagase 等人通过对从大小分级的脑 cDNA 文库中获得的克隆进行测序(1998) 克隆了 LAMA5,他们将其命名为 KIAA0533。RT-PCR 检测到肾脏、胎盘和肺中 LAMA5 表达最高。除脾脏外,所有其他检查组织均检测到较低的表达,脾脏未显示表达。Nagase 等人使用 RT-PCR ELISA(2001) 在所检查的所有组织和特定脑区域中检测到 LAMA5 的表达,他们将其称为 KIAA1907,其中在肾脏和小脑中表达最高。

使用氚标记的人类 cDNA 克隆进行原位杂交作图,Durkin 等人(1997) 将 LAMA5 基因定位到染色体 20q13.2-q13.3。他们通过连锁分析将小鼠基因定位到 2 号远端染色体的同线性区域。

▼ 分子遗传学

关联有待确认

有关突触前先天性肌无力综合征(参见例如 CMS1A,601462)与 LAMA5 基因变异之间可能关联的讨论,请参见 601033.0001。

有关具有结缔组织异常(例如 EDSCL1, 130000)的复杂多系统疾病与 LAMA5 基因变异之间可能关联的讨论,请参见 601033.0002。

▼ 动物模型

小鼠中 Lama5 缺失会导致许多发育异常,包括头发在发栓阶段发育停滞和毛囊中 Shh(600725) 表达缺陷(Li et al., 2003)。使用 Lama5 -/- 小鼠,Gao 等人(2008) 表明 Lama5 是真皮乳头中头蛋白(NOG; 602991) 产生所必需的,这导致上皮 Lef1(153245) 表达和 Shh 信号放大。Lama5 促进一系列与真皮乳头成熟相关的蛋白质的表达。高等人(2008) 还证明了真皮乳头细胞中 Lama5 表达、初级纤毛形成和 Pdgf(PDGFB; 190040) 相关信号传导之间的关联。主要的 Lama5 受体,β-1 整合素(ITGB1; 135630),是真皮乳头初级纤毛形成和毛发发育所必需的。

Wu 等人使用 Lama4 -/- 小鼠通过免疫荧光、共聚焦、电子显微镜和流式细胞术分析来评估主动和被动实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)、多发性硬化症模型(MS; 126200)(2009) 观察到 Lama5 在所有血管中补偿性普遍表达,与促炎细胞因子的反应无关。与野生型小鼠相比,Lama4 -/- 小鼠对主动型 EAE 的易感性显着降低,并且通过转移致脑炎野生型 T 细胞对被动型 EAE 的抵抗力显着降低。通过 Itga6 -/- 骨髓嵌合体消除整合素 α-6(ITGA6; 147556)/β-1(ITGB1; 135630) 阳性 T 细胞也导致 EAE 严重程度降低。吴等人(2009) 得出结论,LAMA5 通过 LAMA4 直接抑制整合素 α-6/β-1 介导的 T 细胞迁移,

桑保洛等人(2017) 发现携带纯合 V3140M 变体(601033.0002) 的突变小鼠与对照组相比,真皮乳头和毛囊的发育发生了改变。它们的肠道内也有异常的绒毛结构。

▼ 等位基因变异体(2 个选定示例):

.0001 意义不明的变异体
LAMA5,ARG2659TRP(rs201012962)
该变异体被归类为意义不明的变异体,因为其对突触前先天性肌无力综合征(参见例如 CMS1A,601462)的贡献尚未得到证实。

Maselli 等人在一名 24 岁女性中,由近亲结婚生,患有突触前先天性肌无力综合征(2017) 在 LAMA5 基因中发现了一个纯合的 c.8046C-T 转变,导致在参与卷曲螺旋结构的蛋白质结构域 II 中相对保守的残基处发生 arg2659 到 trp(R2659W) 的取代。该变异是通过全外显子组测序发现的,与该家族中的疾病分离。它在 ExAC 数据库中的发现频率较低(0.00044)。体外功能表达研究表明,与野生型相比,突变蛋白与 SV2A(185860) 的关联性降低(减少 18%)。与对照组相比,转染该突变的 HEK293 细胞和大鼠脊髓神经元的细胞粘附力降低,神经突生长减少。患者出生后不久就出现严重肌张力低下和呼吸功能不全,需要永久性气管切开术和胃饲管。她脸部拉长、下垂、硬腭抬高、面部无力、面部抽搐、颈部和四肢近端肌肉中度无力、反射减弱。电生理学研究表明,对 2 Hz 重复刺激的反应减弱,与先天性肌无力综合征一致。此外,在最大肌肉激活 30 秒后,CMAP 振幅立即增加,表明存在突触前缺陷。终板电位的平均量子含量也严重降低。神经肌肉接头的超微结构评估显示神经末梢面积和突触小泡密度减少,以及神经末梢被剥夺的终板。该患者的LAMA1基因(150320)还携带纯合错义变异(D210N;rs532162048),但该变异对表型的影响尚不清楚。

.0002 意义不明的变体
LAMA5, VAL3140MET(rs369572769)
该变体被归类为意义不明的变体,因为其对结缔组织异常的复杂多系统疾病的贡献尚未得到证实,如 Ehlers-Danlos 综合征(参见例如 EDSCL1, 130000)。

Sampaolo 等人在患有多系统结缔组织疾病的意大利大家庭的多名受影响成员中(2017) 在 LAMA5 基因的外显子 69 中发现了一个杂合的 c.9418G-A 转换,导致 C 端球状结构域中高度保守的残基处发生 val3140 到met(V3140M) 的取代。该突变是通过全外显子组测序发现并经桑格测序证实的,与家族中的疾病分离。在来自同一地理区域的 600 条对照染色体中未发现该基因,但在外显子组测序项目和 ExAC 数据库中报道频率较低。分子模型预测突变会改变α螺旋结构。患者细胞的免疫荧光研究显示,与对照组相比,LAMA5 染色正常,但突变成纤维细胞的细胞核和外部介质中裂解肽的数量有所增加,这表明可能存在调节作用。使用携带突变的肽进行的患者细胞和体外细胞表达研究显示,与野生型相比,涉及炎症反应、修复和细胞外膜重塑的几个基因的表达发生了变化。这位15岁的先证者有关节和肌肉疼痛、容易疲劳、步态蹒跚和关节过度伸展。她还患有头发干燥脆弱、牙齿拥挤、伤口愈合不良、疤痕过多、胃肠道异常和内脏脱垂等问题。其他受影响的家庭成员也有类似的表现,包括夜盲症、关节软骨退化和退行性肌病。