泛素特异性蛋白酶 18； USP18

泛素特异性蛋白酶，43-KD；UBP43
干扰素刺激基因，43-KD；ISG43

HGNC 批准的基因符号：USP18

细胞遗传学位置：22q11.21 基因组坐标（GRCh38）：22:18,149,854-18,177,396（来自 NCBI）

▼ 描述

USP18 基因编码 1 型干扰素（IFN）刺激基因，具有双重功能：它是 1 型 IFN 信号传导的负调节因子，也是一种异肽酶，属于去泛素化蛋白酶家族的成员（Meuwissen 等人总结，2016）。

▼ 克隆与表达

Schwer 等人使用小鼠同系物作为探针（2000）从人单核细胞cDNA文库中克隆了USP18，他们将其称为UBP43，并通过5-prime RACE获得了全长序列。推导的 372 个氨基酸蛋白质的计算分子量约为 43 kD。它包含 6 个在泛素结合蛋白家族成员中保守的结构域，包括 cys 框（具有假定的跨膜螺旋和位于 cys64 的保守假定活性位点半胱氨酸）以及 3 个组块区域。该序列还包含一个酰胺化位点和 2 个 N-糖基化位点。USP18 与小鼠 Usp18 具有 70% 的序列同一性。Northern 印迹分析显示，在几种人类细胞系中存在约 1.9 kb 的单个转录本。RNA点印迹分析显示胎儿脾脏、成人肝脏和胸腺中表达最强，在脑组织、膀胱、子宫、睾丸和阑尾中表达最低。转染的 HeLa 细胞中的荧光显微镜表明 USP18 主要定位于细胞质，细胞核中的丰度较低。

李等人（2000）通过核糖核酸酶（RNase）-L（RNASEL; 180435）缺陷型和活性型小鼠胚胎成纤维细胞的差异显示分析，鉴定了小鼠 Usp18，他们将其称为 Isg43。他们通过纤维肉瘤总 RNA 的 RT-PCR 克隆了人类 USP18。

康等人（2001）通过快速消减杂交（RASH）和随后用干扰素-β（IFNB; 147640）诱导分化的人黑色素瘤细胞系的 RACE 克隆了 USP18。对多种人体组织的 Northern 印迹分析显示，在大多数测试组织中都有表达，其中在肝脏、卵巢和甲状腺中表达最高，在脑、胃、脊髓和骨髓中没有表达。

▼ 基因结构

Schwer 等人（2000）确定 USP18 基因包含 11 个外显子，跨度为 30 kb。李等人。然而，（2000）确定 USP18 基因包含 10 个外显子，跨度为 15.7 kb。他们在推定的启动子区域发现了一个强的 IFNB 反应元件，并在 3-prime 非翻译区域发现了一个富含 AU 的元件（ARE），用于激活 2-5A 合成酶或 OAS1。

▼

FISH、Schwer 等人绘制的图谱（2000）将 USP18 基因对应到 DiGeorge 综合征中一致缺失的 2 Mb 区域内的染色体 22q11.2（DGS; 188400）。他们将小鼠 Usp18 基因定位到 6 号染色体上。

▼ 基因功能

Liu et al.（1999）发现Usp18的表达仅限于测试的9种造血细胞系中的2种小鼠单核细胞系，并且表达在细胞因子诱导的单核细胞分化过程中受到调节。过度表达阻断细胞因子诱导的终末单核细胞分化。

Schwer 等人使用泛素化合成肽（2000）证实了重组 USP18 中的泛素特异性蛋白酶活性。

Li 等人使用野生型和 RNase-L 敲除小鼠成纤维细胞（2000）确定 2-5A 系统（参见 OAS1, 164350）和 RNase-L 作为 Usp18 mRNA 水平的调节因子。在敲除细胞中缺乏 RNase-L 的情况下，与野生型细胞相比，IFN 处理导致 Usp18 mRNA 增加和 mRNA 半衰期延长。使用缺乏 JAK1（147795）或 STAT1（600555）的突变人类细胞，作者确定功能性 JAK/STAT 通路是 IFNA（147660）在人纤维肉瘤细胞中诱导 USP18 所必需的。

康等人（2001）发现人黑色素瘤细胞中 USP18 的表达在 IFNB 治疗 2 小时内上调。通过测试几种干扰素诱导分化，他们确定 USP18 是 I 型 IFNA/IFNB 诱导基因，并且诱导不需要蛋白质合成。通过对 JAK/STAT 通路中携带突变的几种细胞系进行分析，他们发现 STAT1 或 JAK1 有缺陷的细胞或缺乏功能性 I 型干扰素受体 IFNAR2 的细胞中不会发生 IFNB 诱导（602376）。

Duex 和 Sorkin（2009）使用小干扰 RNA 筛选来鉴定调节鳞状细胞癌（SCC）细胞中 EGFR（131550）水平的泛素化相关基因，鉴定出 USP18。SCC 或 COS-1 细胞中 USP18 的耗竭会导致 EGFR 蛋白稳态水平急剧下调，但其他受体酪氨酸激酶则不会。相反，USP18 在 COS-1 细胞中的过度表达导致 Egfr 上调。在转染的 COS-1 或 HeLa 细胞中，荧光标记的 USP18 不与 EGFR 共定位，并且在没有 USP18 的情况下，EGFR 降解仅适度增加。然而，在没有 USP18 的情况下，EGFR 翻译显着降低，并且 USP18 对 EGFR 翻译的影响需要 EGFR 转录物的天然 3 和 5 引物末端。

▼ 分子遗传学

Meuwissen 等人在 3 名土耳其近亲父母所生患有伪 TORCH 综合征 2（PTORCH2; 617397）的患者中（2016）鉴定了 USP18 基因中的纯合截短突变（Q218X; 607057.0001）。该突变是通过连锁分析、全外显子组测序和毛细管 DNA 测序相结合发现的，与家族中的疾病分离。Knoblauch 等人之前报道过，两名德国同胞患有这种疾病（2003），被发现是 Q218X 突变和 USP18 基因隐秘 3 引物缺失的复合杂合子（607057.0002）。对包含 Q218X 突变的区域进行单倍型分析表明存在创始人效应。两个家族患者的细胞均显示完全不存在 USP18 蛋白。与对照相比，用 α-IFN（IFNA1；147660）刺激后，患者成纤维细胞显示出 IFN 刺激转录物的诱导增强，并且用野生型 USP18 转导患者细胞在 mRNA 和蛋白质水平上挽救了这些效应。研究结果表明，这种疾病是由对 I 型干扰素的异常反应引起的，而不是干扰素本身表达的增加。因此，患者细胞具有正常的 IFNB（147640） mRNA 和蛋白质水平。结果还表明，USP18介导的IFN反应调节对于中枢神经系统的正常发育至关重要。研究结果表明，这种疾病是由对 I 型干扰素的异常反应引起的，而不是干扰素本身表达的增加。因此，患者细胞具有正常的 IFNB（147640） mRNA 和蛋白质水平。结果还表明，USP18介导的IFN反应调节对于中枢神经系统的正常发育至关重要。研究结果表明，这种疾病是由对 I 型干扰素的异常反应引起的，而不是干扰素本身表达的增加。因此，患者细胞具有正常的 IFNB（147640） mRNA 和蛋白质水平。结果还表明，USP18介导的IFN反应调节对于中枢神经系统的正常发育至关重要。

阿尔希梅等人（2020）在患有 PTORCH2 的沙特男性婴儿中鉴定出 USP18 基因（607057.0003）中剪接位点变异的纯合性。与先前报道的两个家族的受影响个体不同，该患者具有稳定的 mRNA（外显子 10 跳跃），功能研究表明突变机制不是 USP18 缺陷，而是缺乏稳定 ISG15（147571）的能力，从而抑制干扰素信号传导。

▼ 等位基因变异体（3 个选定示例）：.

0001 伪炬综合征 2
USP18、GLN218TER
Meuwissen 等人在 3 名同胞中，由近亲土耳其父母（家庭 A）所生，患有伪 TORCH 综合征 2（PTORCH2；617397）（2016）在 USP18 基因的外显子 7 中发现了纯合 c.652C-T 转换，导致 gln218 到 ter（Q218X）的取代。该突变是通过连锁分析、全外显子组测序和毛细管 DNA 测序相结合发现的，与家族中的疾病分离。在 dbSNP 或 ExAC 数据库、190 条土耳其对照染色体或完整基因组数据库的 952 个 DNA 样本中都没有发现它。对患者细胞的分析表明，该突变导致无义介导的 mRNA 衰减。Knoblauch 等人之前报道过，对具有相似表型的 2 个德国同胞（B 族）的 USP18 基因进行了桑格测序（2003），鉴定出 1 个等位基因上的杂合 Q218X 突变。对包含 Q218X 突变的区域进行单倍型分析表明这两个家族之间存在共同祖先。对患者细胞的详细分析结果表明，这些同胞中的另一个等位基因在 USP18 的 3 引物末端含有大缺失（隐性 3 引物缺失；607057.0002），表明患者是 USP18 突变的复合杂合子。对两个家族患者的成纤维细胞进行的蛋白质印迹分析显示，USP18 蛋白完全缺失，这与功能丧失效应一致。显示患者是 USP18 突变的复合杂合子。对两个家族患者的成纤维细胞进行的蛋白质印迹分析显示，USP18 蛋白完全缺失，这与功能丧失效应一致。显示患者是 USP18 突变的复合杂合子。对两个家族患者的成纤维细胞进行的蛋白质印迹分析显示，USP18 蛋白完全缺失，这与功能丧失效应一致。

.0002 伪 TORCH 综合征 2
USP18，3-PRIME DEL
用于讨论 USP18 基因中隐秘的 3-prime 缺失，该基因在 2 个患有伪 TORCH 综合征 2 的同胞中以复合杂合状态发现（PTORCH2；617397），作者为 Meuwissen 等人（2016），参见 607057.0001。

.0003 伪火炬综合症 2
USP18、IVS10、GA、+1
在一名患有假 TORCH 综合征 2（PTORCH2; 617397）的沙特阿拉伯男孩中，他是表亲父母所生，Alsohime 等人（2020）鉴定了 USP18 外显子 10 末端剪接位点突变的纯合性，导致其跳跃。c.1073+1（c.1073+1G-A）位置处的 G-to-A 转变在双亲中均以杂合性存在。患者外周血的 RT-PCR 检测到比健康对照样品的分子量更低的产物，与外显子 10 的丢失一致。RACE PCR 显示 2 个转录物，其中一个省略了外显子 10，导致移码，从 3-prime UTR 添加了 9 个氨基酸，占转录物的 92%，另一个插入了部分内含子 9 和外显子 10 末端的提前终止密码子，存在于 8% 的转录物中。没有检测到野生型转录本。功能研究表明，转录本和蛋白质一样稳定，但缺失外显子 10 的 USP18 无法稳定 ISG15（147571），尽管保留了催化活性；根据 STAT1（600555）和 STAT2（600556）磷酸化的测量，它也无法抑制 I 型干扰素信号传导（参见 147660）。