EMERIN; EMD

HGNC 批准的基因符号：EMD

细胞遗传学位置：Xq28 基因组坐标（GRCh38）：X:154,379,235-154,381,522（来自 NCBI）

▼ 描述

EMD 基因编码一种普遍存在的蛋白质 emerin，它存在于许多细胞类型的核边缘，是核纤层相关蛋白家族的成员。已发现 EMD 基因突变会导致 Emery-Dreifuss 型肌营养不良症（EDMD；310300）。

▼ 克隆与表达

比奥内等人（1993）构建了 Xq28 2 Mb 区域的转录图谱，通过连锁研究将 Emery-Dreifuss 肌营养不良基因座定位到该区域。在这个区域内，他们鉴定出了 STA 基因。比奥内等人（1994）确定 STA（EMD）编码一种 254 个氨基酸的蛋白质，称为 emerin，该蛋白质缺乏信号肽，包含长 N 端结构域，除了 C 端区域高度疏水的 20 个氨基酸序列外，它是亲水性的。它有几个假定的磷酸化位点和 1 个潜在的糖基化位点。Northern 印迹分析表明，大约 1 kb 的主要转录物普遍表达，在骨骼肌和心脏中表达最高，在其他组织（包括结肠、睾丸、卵巢和胎盘）中表达丰富。比奥内等人。

马尼拉尔等人（1996）针对通过 PCR 制备的 emerin cDNA 大片段开发了一组 12 种单克隆抗体，并在大肠杆菌中表达为重组蛋白。这些抗体检测到 emerin 上的 4 个不同表位。所有单克隆抗体均识别所有测试组织中的 34-kD 蛋白质。免疫荧光和细胞分级分离研究证实，emerin 位于核膜中。氨基酸序列相似性和细胞定位表明 emerin 是核纤层相关蛋白家族的成员。

小等人（1997）分离并表征了完整的小鼠 emerin 基因。2.9 kb 的小鼠 emerin 基因包含 6 个外显子，编码的蛋白质与人类蛋白质有 73% 的一致性。与人类一样，该基因编码类似于核纤层相关蛋白 2（LAP2；188380）的富含丝氨酸的蛋白，并显示关键的 LAP2 磷酸化位点。

▼ 基因结构

Bione 等（1995）报道了EMD基因的序列，其长度为2,100 bp。该基因含有6个外显子。

▼ 测绘

Bione 等人的地图（1994）在 Xq28 转录图谱上鉴定了 EMD 基因。

▼ 基因功能

卡特尼等人（1997）报道，emerin 通过其疏水性 C 末端结构域定位于内核膜，但在心脏和培养的心肌细胞中，它也与闰盘相关。他们提出了艾默林在细胞骨架膜锚定中的一般作用。在核膜中，emerin 在核膜与核纤层的连接中发挥着普遍且不可或缺的作用。在心脏中，它专门位于桥粒和粘附筋膜。桥粒和粘着筋膜分别锚定含有结蛋白的中间丝和肌节肌丝束。它们由跨膜粘附糖蛋白（钙粘蛋白超家族成员）和细胞质蛋白（如纽蛋白（193065）、连环蛋白和肌节蛋白结合蛋白）组成。桥粒、粘附筋膜、粘着斑和其他粘附连接中相同或相似蛋白质的不同种类似乎赋予特定功能，以确保细胞间通讯以及细胞之间和细胞外基质的紧密粘附。这种复杂的蛋白质分类的作用在许多遗传性疾病的存在中得到了最好的证明，这些遗传性疾病扰乱了粘连，并且在心脏中通过斑珠蛋白（γ-连环蛋白）敲除的戏剧性后果（Ruiz等人，1996）：斑珠蛋白-/-小鼠在妊娠中期因心室破裂而死亡。在心脏中，emerin 特定于桥粒和粘着筋膜的定位可以解释 Emery-Dreifuss 肌营养不良症患者所描述的特征性传导缺陷。粘着斑和其他粘附连接似乎具有特定的功能，以确保细胞间的通讯以及细胞之间和细胞外基质的紧密粘附。这种复杂的蛋白质分类的作用在许多遗传性疾病的存在中得到了最好的证明，这些遗传性疾病扰乱了粘连，并且在心脏中通过斑珠蛋白（γ-连环蛋白）敲除的戏剧性后果（Ruiz等人，1996）：斑珠蛋白-/-小鼠在妊娠中期因心室破裂而死亡。在心脏中，emerin 特定于桥粒和粘着筋膜的定位可以解释 Emery-Dreifuss 肌营养不良症患者所描述的特征性传导缺陷。粘着斑和其他粘附连接似乎具有特定的功能，以确保细胞间的通讯以及细胞之间和细胞外基质的紧密粘附。这种复杂的蛋白质分类的作用在许多遗传性疾病的存在中得到了最好的证明，这些遗传性疾病扰乱了粘连，并且在心脏中通过斑珠蛋白（γ-连环蛋白）敲除的戏剧性后果（Ruiz等人，1996）：斑珠蛋白-/-小鼠在妊娠中期因心室破裂而死亡。在心脏中，emerin 特定于桥粒和粘着筋膜的定位可以解释 Emery-Dreifuss 肌营养不良症患者所描述的特征性传导缺陷。和其他粘附连接似乎赋予特定的功能，以确保细胞间的通讯以及细胞之间和细胞外基质的紧密粘附。这种复杂的蛋白质分类的作用在许多遗传性疾病的存在中得到了最好的证明，这些遗传性疾病扰乱了粘连，并且在心脏中通过斑珠蛋白（γ-连环蛋白）敲除的戏剧性后果（Ruiz等人，1996）：斑珠蛋白-/-小鼠在妊娠中期因心室破裂而死亡。在心脏中，emerin 特定于桥粒和粘着筋膜的定位可以解释 Emery-Dreifuss 肌营养不良症患者所描述的特征性传导缺陷。和其他粘附连接似乎赋予特定的功能，以确保细胞间的通讯以及细胞之间和细胞外基质的紧密粘附。这种复杂的蛋白质分类的作用在许多遗传性疾病的存在中得到了最好的证明，这些遗传性疾病扰乱了粘连，并且在心脏中通过斑珠蛋白（γ-连环蛋白）敲除的戏剧性后果（Ruiz等人，1996）：斑珠蛋白-/-小鼠在妊娠中期因心室破裂而死亡。在心脏中，emerin 特定于桥粒和粘着筋膜的定位可以解释 Emery-Dreifuss 肌营养不良症患者所描述的特征性传导缺陷。这种复杂的蛋白质分类的作用在许多遗传性疾病的存在中得到了最好的证明，这些遗传性疾病扰乱了粘连，并且在心脏中通过斑珠蛋白（γ-连环蛋白）敲除的戏剧性后果（Ruiz等人，1996）：斑珠蛋白-/-小鼠在妊娠中期因心室破裂而死亡。在心脏中，emerin 特定于桥粒和粘着筋膜的定位可以解释 Emery-Dreifuss 肌营养不良症患者所描述的特征性传导缺陷。这种复杂的蛋白质分类的作用在许多遗传性疾病的存在中得到了最好的证明，这些遗传性疾病扰乱了粘连，并且在心脏中通过斑珠蛋白（γ-连环蛋白）敲除的戏剧性后果（Ruiz等人，1996）：斑珠蛋白-/-小鼠在妊娠中期因心室破裂而死亡。在心脏中，emerin 特定于桥粒和粘着筋膜的定位可以解释 Emery-Dreifuss 肌营养不良症患者所描述的特征性传导缺陷。

赖藤等人（1997）同样证明 emerin 位于内核膜上。使用超薄冰冻切片对人类骨骼肌和 HeLa 细胞中蛋白质的超微结构定位进行的研究表明，免疫标记的胶体金颗粒定位于内核膜的核质表面，而不是核孔上。他们将结果解释为表明艾默林通过疏水拉伸锚定在内核膜上，并从亲水区域突出到核质，在核质中与核纤层相互作用。他们推测艾默林有助于维持核结构和稳定性以及核功能，特别是在具有剧烈收缩-舒张运动和钙流动的严重压力的肌肉组织中。

通过突变分析，Lee 等人（2001）确定 emerin 中的几种（但不是全部）疾病突变对应到中央核纤层蛋白 A（LMNA; 150330）结合域，并且该区域的突变破坏了 emerin-核纤层蛋白 A 相互作用。他们还发现 emerin 直接与 BAF（BANF1；603811）（一种 DNA 桥接蛋白）结合，并且这种结合需要 emerin N 端 LEM 结构域中的保守残基。与疾病相关的艾默林蛋白在体外和体内均保持 BAF 结合活性。

原口等人（2001）在 HeLa 细胞的末期期间，可视化了 emerin 和 BAF 在染色体“核心”区域的共定位。体外 BAF 结合缺陷的 emerin 突变体未能在体内定位于核心，随后也未能定位于重组的核膜。在表达未显示核心定位的 BAF 突变体的 HeLa 细胞中，内源性 emerin 在末期未能定位于核心区域，并且在随后的间期期间未组装到核膜中。该 BAF 突变体还显性地使 LAP2-β（188380）和核纤层蛋白 A 从核膜上脱位。原口等人（2001）得出结论，BAF 是末期重组核膜上 emerin 和 A 型核纤层蛋白组装所必需的，并且可能介导它们在随后的间期的稳定性。

Libotte 等人使用蛋白质下拉和免疫共沉淀测定（2005）发现核膜支架蛋白 nesprin-2（SYNE2; 608442）的 C 末端区域在体外和体内直接与 emerin 结合。COS-7 细胞中 nesprin-2 的敲低导致 emerin 重新分布，远离核膜。

Jacque 和 Stevenson（2006）研究了短干扰 RNA（siRNA）介导的核纤层蛋白和几种核纤层蛋白相关蛋白沉默后原代巨噬细胞对人类免疫缺陷病毒（HIV）-1 感染的敏感性。他们发现，沉默emerin和BAF可以防止HIV-1感染，但不能防止鼠白血病病毒感染，因为它可以阻止病毒整合到宿主DNA中。染色质免疫沉淀分析确定 emerin 和 BAF 是 HIV-1 的协同辅助因子，突变分析表明病毒 cDNA 与 Emerin 结合缺陷的 BAF 或缺乏 LEM 结构域的 emerin 无关。Jacque 和 Stevenson（2006）得出结论，HIV-1 cDNA 在进入细胞核后，必须与 emerin 相互作用以接触染色质，

Huber 等人利用 RNA 干扰（2009）发现 C2C12 小鼠成肌细胞中 Net25（LEMD2; 616312）或 emerin 的敲低会抑制转移到分化培养基后的肌原性分化。Net25 或 emerin 的敲低也会导致 Erk1（MAPK3; 601795）激活升高。Erk 激活的药理学抑制可挽救 Net25 或 emerin 敲除培养物中的肌原性分化。人NET25在小鼠Net25和emerin双敲低培养物中的表达也挽救了分化，这表明Net25和emerin在C2C12细胞分化中的冗余作用。

何等人（2013）证明，在 Lmna-null 和 Lmna（N195K/N195K）（参见 150330.0007）突变细胞中错误定位的 emerin 异位表达，恢复了机械敏感性转录因子巨核细胞白血病-1（MKL1; 606078）的核转位，并挽救了肌节蛋白动力学。这些数据表明，emerin 是肌节蛋白聚合的重要调节剂，核膜中 emerin 的丢失会导致肌节蛋白动力学紊乱和 MKL1 信号传导受损。何等人（2013）得出的结论是，这些和其他发现表明了一种新的机制，可以深入了解许多核纤层蛋白病中心脏表型的疾病病因，其中核纤层蛋白 A/C 和 emerin 通过调节核和细胞骨架肌节蛋白聚合来调节基因表达。

通过质谱分析，Shin 等人（2013）发现表位标记的人 LAP1（TOR1AIP1; 614512）在转染的 HEK293 细胞中与 emerin 和核纤层蛋白 A 相互作用。免疫共沉淀分析证实了内源性 LAP1 和 emerin 的相互作用。结构域图谱显示 emerin 和 LAP1 通过其核质结构域相互作用。使用敲除小鼠成纤维细胞表明，Lap1 的缺失使 emerin 错误定位到核膜上的不同病灶，而 emerin 的缺失对 Lap1 在核膜中的定位几乎没有影响。申等人（2013）得出结论，LAP1 有助于 emerin 在内核膜中的固定。

▼ 分子遗传学

在 5 名 X 连锁 Emery-Dreifuss 肌营养不良症（EDMD1; 310300）患者中，Bione 等人（1994）鉴定了 EMD 基因的突变（300384.0001-300384.0005）。这些突变导致全部或部分蛋白质丢失。

埃利斯等人（1999）指出，在 emerin 基因中已鉴定出 70 多种不同的突变。他们描述了 2 个涉及脯氨酸 183 的错义突变：P183H（300384.0008）和 P183T（300384.0009）。生化分析表明，突变型艾默林的迁移率和表达水平与野生型艾默林没有区别，但它们与核纤层成分的相互作用减弱。

在一个阿尔及利亚大家庭中，孤立出孤立性心房心脏传导缺陷和 Emery-Dreifuss 肌营养不良症，Ben Yaou 等人（2007）发现了 EMD 基因中 lys37（delK37）的缺失。两名患有 EDMD 的男性突变为半合子，LMNA 突变为纯合子（150330.0020）。三名 delK37 半合子男性在四十多岁时出现了孤立性心房传导缺陷；1名无症状男性携带者，32岁。delK37 杂合子的 5 名女性中，有 3 名也患有心脏病。本·雅欧等人（2007）指出，这是 EMD 突变导致孤立性心脏病的第一份报告。

布朗等人（2011）在 255 名转诊进行 EDMD 检测的北美患者中，有 23 名（9.0%）发现了 EMD 基因的致病性突变。有 8 个新突变和 10 个复发突变。大多数（90.5%）突变预计会导致蛋白质严重截短或缺乏。对 130 个 EMD 突变的分析表明，外显子 2 可能是一个热点，可能是由于高 GC 含量。

▼ 动物模型

Frock 等（2006）发现大多数来自 Lmna 敲除小鼠的培养肌肉细胞表现出分化动力学受损和分化潜力降低。同样，正常肌肉细胞中通过 RNA 干扰敲低 Lmna 或 emerin 表达会损害分化潜力，并减少肌肉特异性基因 Myod（159970）和 desmin（125660）的表达。为了确定肌生成受损是否与 Myod 或结蛋白水平降低有关，Frock 等人（2006）在 Lmna 缺失的成肌细胞中单独表达这些蛋白质，并发现两者都增加了突变成肌细胞的分化潜力。弗罗克等人（2006）得出结论，LMNA 和 emerin 是生肌分化所必需的，至少部分是通过影响关键成肌细胞蛋白的表达来实现的。

Shin 等人使用蛋白质印迹分析（2013）证实，与人类相比，小鼠骨骼肌中 emerin 的表达减少。相反，小鼠横纹肌中 LAP1 的表达显着高于人类横纹肌。申等人（2013）指出，小鼠 Lap1 缺失会导致围产期死亡。他们发现，横纹肌中条件性缺失 Lap1 的小鼠在出生时与对照组没有什么区别，但它们的几个肌肉群出现了进行性肌病，导致过早死亡。Lap1突变小鼠还表现出肌纤维中异常的emerin定位。从肝脏条件性删除 Lap1 不会导致明显的表型。单独失去 emerin（Emd -/y 小鼠）不会影响寿命或引起任何明显的表型，但与肌肉特异性 Lap1 敲除相结合时会加剧肌病。与对照组相比，缺乏横纹肌 Lap1 或 Lap1 和 emerin 的小鼠左心室缩短分数也显着降低。申等人（2013）得出结论，LAP1 和 emerin 在骨骼肌维护中在物理和功能上相互作用，但这些蛋白质对人类和小鼠肌病的贡献存在显着差异。

▼ 等位基因变异体（10 个选定示例）：.

0001 EMERY-DREIFUSS 肌营养不良、X 连锁
EMD、2-BP DEL、NT564
Bione 等（1994）描述了 Emery-Dreifuss 肌营养不良（310300）家族受影响成员的 EMD 基因中核苷酸 564 和 565 的缺失。这导致氨基酸 207 之后出现移码和终止密码子。

.0002 EMERY-Dreifuss 肌营养不良症，X 连锁
EMD，MET1VAL
在患有 Emery-Dreifuss 肌营养不良症（310300）的家庭受影响成员中，Bione 等人（1994）描述了EMD基因第59位核苷酸处的A到G转变，废除了ATG甲硫氨酸起始密码子。

.0003 EMERY-Dreifuss 肌营养不良症，X 连锁
EMD，29-BP DEL，NT113
在患有 Emery-Dreifuss 肌营养不良症（310300）的家庭受影响成员中，Bione 等人（1994）发现 EMD 基因的第 113 至 141 位核苷酸被删除，导致第 21 位氨基酸后出现移码和终止密码子。

.0004 EMERY-Dreifuss 肌营养不良症，X 连锁
EMD，2-BP INS，NT198
在患有 Emery-Dreifuss 肌营养不良症（310300）的家庭受影响成员中，Bione 等人（1994）发现EMD基因的第198位核苷酸后插入了2个碱基对，导致第64位氨基酸后出现移码和终止密码子。

.0005 EMERY-Dreifuss 肌营养不良症，X 连锁
EMD，IVSAS，AG，-3, 214-BP INS
在患有 Emery-Dreifuss 肌营养不良症（310300）的家庭受影响成员中，Bione 等人（1994）在 EMD 基因的 3-prime 剪接点的 -3 位置发现了 A 到 G 的转变。该突变首先被检测为 RT-PCR 产物序列的异常，显示在第 324 位核苷酸处插入了 214 bp。基因组片段的核苷酸序列证实该 214 bp 插入是未剪接的内含子。在存在突变的情况下，在同一内含子的位置-87和下一个外显子的位置365处使用替代的3-prime剪接连接，产生2个额外的条带，其大小介于正常条带和反映214-bp插入的条带之间。

.0006 EMERY-DREIFUSS 肌营养不良症，X 连锁
EMD，GLN43TER
Klauck 等人（1995）在 3 个 Emery-Dreifuss 肌营养不良症家族中发现了新的突变（310300）。其中之一是核苷酸 188 处的 C 到 T 转换，导致密码子 43 从 CAG（gln）变为终止密码子。

.0007 EMERY-DREIFUSS 肌营养不良症，X 连锁
EMD，1-BP DEL，FS236TER
在患有 Emery-Dreifuss 肌营养不良症（310300）的患者中，Yamada 和 Kobayashi（1996）发现 emerin 基因在核苷酸 672 或 673 处携带 1-bp 的 C 缺失。这种缺失引起移码，从而导致变化氨基酸序列（氨基酸206-235）并产生早期终止密码子。

.0008 EMERY-Dreifuss 肌营养不良症，X 连锁
EMD，PRO183HIS
对于一名患有 Emery-Dreifuss 肌营养不良症（310300）的男性，Ellis 等人（1999）在 EMD 基因中发现了 pro183 到 his 的突变，他们将其称为 STA 基因。该患者在 31 岁时首次被转诊至神经科医生，原因是背痛、腿部无力感大于手臂，以及腿部麻木。小时候，他在学校参加体育活动受到限制。童年时就发现上肢无力，但直到 25 岁才发现下肢无力。27 岁时，他出现烧灼样腰痛，并放射到双腿后部。他患有三度心脏传导阻滞，需要安装起搏器。双脚踝有轻度挛缩，但肘部无挛缩。

.0009 EMERY-Dreifuss 肌营养不良症，X 连锁
EMD，PRO183THR
在一个有 4 个兄弟和一名患有 Emery-Dreifuss 肌营养不良症（310300）的表弟的家庭中，Ellis 等人（1999）在 EMD 基因中发现了 pro183 到 thr 的突变，他们将其称为 STA 基因。耶茨等人（1999）在一个具有异常轻微的 EDMD 表型和正常量的 emerin 的家族中发现了 P183T 突变。

.0010 EMERY-Dreifuss 肌营养不良症，X 连锁
EMD，5-BP DEL，NT631
患有 Emery-Dreifuss 肌营养不良症（310300）的 2 名兄弟，Manilaal 等人（1998）鉴定了 EMD 基因第 631-635 个核苷酸的 5 bp 缺失（TCTAC）。