主要促进者超家族结构域蛋白 2A； MFSD2A

HGNC 批准的基因符号：MFSD2A

细胞遗传学位置：1p34.2 基因组坐标（GRCh38）：1:39,955,145-39,969,956（来自 NCBI）

▼ 说明

MFSD2A 基因编码大脑摄取二十二碳六烯酸（DHA）和溶血磷脂酰胆碱（LPC）形式的其他长链脂肪酸所需的 12 次跨膜蛋白。 MFSD2A 定位于脑血管系统中的内皮细胞，是血脑屏障（BBB）的一部分（Guemez-Gamboa 等人，2015 年总结；Alakbarzade 等人，2015 年总结）。

▼ 克隆与表达

昂热等人（2008）克隆了小鼠Mfsd2a并通过数据库分析鉴定了人类MFSD2A。推导的蛋白质分别含有 534 和 530 个氨基酸，并且具有大约 85% 的同一性。两种蛋白均具有 12 个假定的跨膜结构域，小鼠 Mfsd2a 包含 4 个假定的内质网（ER）定位信号，其中 1 个在人 MFSD2A 中是保守的。 Northern blot分析在大多数小鼠组织中检测到大约2.2 kb的Mfsd2a转录物，其中在脑、肠、肾、肝、肺、乳腺和前列腺中表达量最高。表位标记的小鼠 Mfsd2a 定位于转染的 COS-1 细胞和转染的小鼠棕色脂肪细胞的 ER。

Tunicamycin 是一种 N-糖基化抑制剂，可引起内质网（ER）应激并激活未折叠蛋白反应。 Reiling 等人使用 KBM7 人髓性白血病细胞进行基因陷阱测定（2011）发现 MFSD2A 基因的破坏可以消除衣霉素的毒性。推导的 MFSD2A 蛋白预计具有 12 个跨膜结构域，具有细胞质 N 和 C 末端。 MFSD2A 还具有 2 个预测的 N-糖基化位点，其最后 3 个残基（ser-ile-leu）形成 I 类 PDZ 结合基序。数据库分析揭示了脊椎动物中的 MFSD2A 直系同源物，但在酵母、线虫或果蝇中却没有。转染细胞的免疫荧光和共聚焦显微镜显示 MFSD2A 定位于质膜和细胞质点。

▼ 基因结构

赖林等人（2011）确定 MFSD2A 基因包含 14 个外显子，跨度约为 7.7 kb。

▼ 测绘

通过基因组序列分析，Angers 等人（2008）将人类和小鼠 MFSD2A 基因分别定位到染色体 1p33 和 4D2.2。

Hartz（2011）根据 MFSD2A 序列（GenBank AK075183）与基因组序列（GRCh37）的比对，将 MFSD2A 基因对应到染色体 1p34.2。

▼ 基因功能

昂热等人（2008）发现，双敲除核受体 Ror-α（RORA; 600825）和 Ror-γ（RORC; 602943）后，小鼠棕色脂肪组织中 Mfsd2a mRNA 的表达增加。 Mfsd2a 的表达在棕色脂肪组织和肝脏中表现出昼夜节律振荡，在 12 小时光周期结束时表达最高。棕色脂肪组织中 Mfsd2a 的表达因冷暴露而升高，但肝脏、肾脏和骨骼肌中的表达却没有升高。冷产热过程中 Mfsd2a 的诱导依赖于 β 肾上腺素能受体的激活（参见 ADRB1，109630），但孤立于 Pgc1-α（PPARGC1A；604517）。

赖林等人（2011）发现 MFSD2A 充当钠依赖性衣霉素转运蛋白。人类细胞系中 MFSD2A 的破坏通过抑制衣霉素的摄取而产生衣霉素耐药性。相反，MFSD2A 的过度表达增加了细胞对衣霉素的敏感性并增加了衣霉素的摄取。用 N-糖苷酶抑制剂处理纯化的 MFSD2A 表明 MFSD2A 是一种糖蛋白；然而，N-糖基化并不是衣霉素摄取的先决条件。 MFSD2A C 端 40 个氨基酸的突变（而非假定的 C 端 PDZ 结合基序）单独导致 MFSD2A 滞留在 ER 中，并使细胞对衣霉素毒性具有抵抗力。突变分析表明，MFSD2A 的 asp97 和 lys436 对于衣霉素的摄取至关重要，而 lys436 对于 MFSD2A 质膜定位也很重要。

阮等人（2014）确定了主要促进子超家族的成员 MFSD2A，是二十二碳六烯酸（DHA）摄取到大脑中的主要转运蛋白。 MFSD2A 仅在微血管血脑屏障的内皮细胞中表达。脂质组学分析表明，Mfsd2a 缺陷小鼠大脑中 DHA 水平显着降低，并伴有海马和小脑神经元细胞损失，以及认知缺陷、严重焦虑和小头畸形。出乎意料的是，基于细胞的研究表明，MFSD2A 以钠依赖性方式以溶血磷脂酰胆碱（LPC）的形式转运 DHA，而不是未酯化的脂肪酸。值得注意的是，MFSD2A 转运携带长链脂肪酸（例如 LPC 油酸酯和 LPC 棕榈酸酯）的常见血浆 LPC，但不转运具有少于 14 个碳酰基链的 LPC。此外，Nguyen 等人（2014）确定 LPC 的磷-两性离子头基对于转移至关重要。 Mfsd2a 缺陷小鼠的大脑对标记 LPC-DHA 和其他 LPC 的摄取也显着减少，这表明 MFSD2A 是大脑摄取 DHA 所必需的。

本-兹维等人（2014）确定了控制功能性血脑屏障（BBB）建立的机制。首先，Ben-Zvi 等人使用一种新颖的胚胎示踪剂注射方法（2014）展示了 BBB 功能的时空发育概况，并发现小鼠 BBB 在胚胎第 15.5 天（E15.5）开始发挥功能。然后，作者筛选了 BBB 形成过程中表达的 BBB 特异性基因，发现 Msfd2a 在中枢神经系统（CNS）中含有 BBB 的血管中选择性表达。 Mfsd2a 的基因消融会导致从胚胎期到成年期的血脑屏障渗漏，但血管网络的正常模式得以维持。电镜检查显示，Mfsd2a缺失小鼠的中枢神经系统内皮细胞囊泡转胞吞作用显着增加，但没有明显的紧密连接缺陷。本-兹维等人（2014）表明 MFSD2A 内皮表达受周细胞调节以促进 BBB 完整性，并确定 MFSD2A 是 BBB 功能的关键调节因子，可能通过抑制 CNS 内皮细胞的转胞吞作用发挥作用。

Piccirillo 等人通过定量 PCR 分析（2019）表明，在激活的小鼠 Cd8（参见 186910）阳性 T 细胞中，Mfsd2a 表达上调。薄层色谱显示 LPC 主动导入活化的 Cd8 阳性 T 细胞并定位于核周间隙。

▼ 分子遗传学

Guemez-Gamboa 等人发现，来自北非的 2 个近亲家庭的受影响成员患有神经发育障碍，伴有进行性小头畸形、痉挛和脑成像异常（NEDMISBA; 616486），导致过早死亡（2015）在 MFSD2A 基因中发现了 2 个不同的纯合错义突变（T159M，614397.0001 和 S166L，614397.0002）。通过外显子组测序发现的突变与家族中的疾病分开。体外功能表达测定表明，突变导致转运活性完全丧失。

在与 NEDMISBA、Alakbarzade 等人的大量巴基斯坦近亲亲属中受影响的成员中（2015）鉴定了 MFSD2A 基因中的纯合错义突变（S339L; 614397.0003）。该突变是通过连锁分析和全外显子组测序相结合发现的，与该家族中的疾病分离。体外功能表达测定表明，该突变导致转运功能部分丧失，与 Guemez-Gamboa 等人报告的患者中观察到的表型相比，这可能减轻了表型（2015）。

Harel 等人的 2 名犹太摩洛哥血统兄弟姐妹与 NEDMISBA 一起（2018）鉴定了 MFSD2A 基因中的纯合错义突变（P402H; 614397.0004）。该突变是通过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。转染的 HEK293 细胞的体外功能表达研究表明，该突变具有正常的质膜定位和表达，但与对照相比，LPC-DHA 转运活性显着降低，与功能丧失一致。

Scala 等人使用外显子组测序（2020）确定了来自 7 个无关家庭的 8 名 NEDMISBA 新患者，并回顾了 19 名之前报告的患者。在他们的患者中，发现了 8 个影响基因功能的 MFSD2A 突变，包括 5 个错义、2 个移码（614397.0005-614397.0006）和 1 个剪接位点（614397.0007）。其中五个突变导致蛋白质表达不良，表明尽管转运蛋白活性正常，但表达不良可能是导致该疾病的原因。迄今为止报道的所有突变都会导致 MFSD2A 表达和/或转运活性降低。

▼ 动物模型

阮等人（2014）发现 Mfsd2a 缺陷的小鼠大脑中 DHA 水平显着降低，并伴有海马和小脑神经元细胞损失，以及认知缺陷、严重焦虑和小头畸形。 Mfsd2a 缺陷小鼠的大脑对标记 LPC-DHA 和其他 LPC 的摄取也显着减少，这表明 MFSD2A 是大脑摄取 DHA 所必需的。

本-兹维等人（2014）发现小鼠中 Mfsd2a 的基因消融导致从胚胎期到成年期的血脑屏障渗漏，但血管网络的正常模式得以维持。电镜检查显示，Mfsd2a缺失小鼠的中枢神经系统内皮细胞囊泡转胞吞作用显着增加，但没有明显的紧密连接缺陷。

格梅兹-甘博亚等人（2015）发现斑马鱼中直系同源 mfsd2aa 基因的吗啡啉敲低会导致产后早期死亡和小头畸形。变形斑马鱼还表现出血脑屏障破坏，表现为标记的葡萄糖外渗，并且这种缺陷可以通过野生型 mfsd2aa 的表达来挽救。格梅兹-甘博亚等人（2015）还发现，与对照组相比，Mfsd2a 缺失小鼠的 LPC 血浆水平增加了约 40%，这与通过 Mfsd2a 向大脑摄取 LPC 的受损相一致。

皮奇里洛等人（2019）发现条件性敲除 Mfsd2a 的小鼠 T 细胞发育正常，但将 LPC 物质导入 Cd8 阳性 T 细胞中存在缺陷。对感染的初次免疫反应未受影响，因为 Mfsd2a 表达的丧失仅导致初次感染期间 Cd8 阳性 T 细胞产生的细胞因子略有减少。然而，Mfsd2a 是 Cd8 阳性 T 细胞维持所必需的，LPC 的导入有助于维持记忆 T 细胞稳态。 Mfsd2a 的缺失会损害记忆 T 细胞的增殖、分化和形成，并导致对继发感染的反应减弱。

▼ 等位基因变异体（7 个精选示例）：

.0001 神经发育障碍，伴有进行性小头畸形、痉挛和脑成像异常
MFSD2A、THR159MET

Guemez-Gamboa 等人在 2 名同胞（家族 1825）中，由近亲埃及父母出生，患有神经发育障碍，伴有进行性小头畸形、痉挛和脑成像异常（NEDMISBA；616486），导致过早死亡（2015）鉴定了 MFSD2A 基因中的纯合 c.476C-T 转换（c.476C-T, NM_032793.4），导致高度保守残基处的 thr159 到 -met（T159M）取代。通过外显子组测序发现的突变与家族中的疾病分离。 HEK293 细胞的体外功能表达研究表明，突变蛋白在质膜上正确表达，但与对照相比，LPC 转运活性显着受损，与功能丧失一致。在斑马鱼中用吗啉敲除直系同源物 mfsd2aa 表达该突变，未能挽救小头致死表型或血脑屏障缺陷，这为该突变的致病性提供了进一步的支持。

.0002 伴有进行性小头畸形、痉挛和脑成像异常的神经发育障碍
MFSD2A、SER166LEU

Guemez-Gamboa 等人在 2 名同胞（家族 1422）中发现，他们的父母都是利比亚近亲，患有神经发育障碍，伴有进行性小头畸形、痉挛和脑成像异常（NEDMISBA；616486）（2015）鉴定了 MFSD2A 基因中的纯合 c.497C-T 转换（c.497C-T，NM_032793.4），导致高度保守残基处的 ser166 到 leu（S166L）取代。通过外显子组测序发现的突变与家族中的疾病分离。 HEK293 细胞的体外功能表达研究表明，突变蛋白在质膜上正确表达，但与对照相比，LPC 转运活性显着受损，与功能丧失一致。在斑马鱼中表达突变体并敲低直系同源物 mfsd2aa 的吗啉基，未能挽救小头致死表型或血脑屏障缺陷，这为该突变的致病性提供了进一步的支持。

.0003 伴有进行性小头畸形、痉挛和脑成像异常的神经发育障碍
MFSD2A、SER339LEU

Alakbarzade 等人在患有神经发育障碍、进行性小头畸形、痉挛和脑成像异常（NEDMISBA；616486）的巴基斯坦大型近亲亲属的受影响成员中（2015）在 MFSD2A 基因的外显子 10 中鉴定出纯合的 c.1016C-T 转换（c.1016C-T, NC_000001.11），导致在高度保守的残基处发生 ser339 到 leu（S339L）的取代。跨膜结构域。该突变是通过连锁分析和全外显子组测序相结合发现的，与家族中的疾病分离，并且在 dbSNP（build 141）、1000 Genomes Project 或 Exome Variant Server（ESP6500）数据库中未发现。 HEK293 细胞的体外功能表达研究表明，突变蛋白得到表达并正确定位于质膜，但与野生型相比，转运蛋白活性降低，与部分功能丧失一致。 LPC-DHA和LPC-油酸酯的转运显着减少，LPC-棕榈酸酯的转运几乎被消除。与对照组相比，纯合子携带者的血浆总 LPC 水平增加了约 54%，这与血脑屏障上 LPC 的转移和摄取缺陷一致。结果表明，具有不饱和酰基链的高亲和力MFSD2A配体比具有饱和脂肪酰基链的低亲和力配体受到更显着的影响。这些发现表明，单不饱和脂肪酰基链和多不饱和脂肪酰基链是人脑生长所需的主要血浆 LPC 种类。

.0004 伴有进行性小头畸形、痉挛和脑成像异常的神经发育障碍
MFSD2A、PRO402HIS

Harel 等人在 2 名同胞中，由摩洛哥犹太血统的无关父母所生，患有神经发育障碍，伴有进行性小头畸形、痉挛和脑成像异常（NEDMISBA; 616486）（2018）在 MFSD2A 基因中鉴定出纯合的 c.1205C-A 颠换（c.1205C-A，NM_032793.4），导致高度保守残基处的 pro402 到 his（P402H）取代。该突变是通过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。它曾经以杂合状态存在于 gnomAD 数据库中，但在包含 2,600 多个外显子组的内部数据库中未发现。转染的 HEK293 细胞的体外功能表达研究表明，该突变具有正常的质膜定位和表达，但与对照相比，LPC-DHA 转运活性显着降低，与功能丧失一致。

.0005 伴有进行性小头畸形、痉挛和脑成像异常的神经发育障碍
MFSD2A、50-BP DEL、NT1386

Scala 等人通过对一名近亲父母所生的 2 岁沙特男孩（患者 7）进行全外显子组测序，该男孩患有神经发育障碍，伴有进行性小头畸形、痉挛和脑成像异常（NEDMISBA; 616486）（2020）在 MFSD2A 基因中发现了一个纯合 50 bp 缺失（c.1386_1435del, NM_032793.5），导致移码和过早终止密码子（Gln462HisfsTer17）。该突变在家族中随疾病分离，并且在包括 gnomAD 在内的公共变异数据库中不以纯合性存在。

.0006 伴有进行性小头畸形、痉挛和脑成像异常的神经发育障碍
MFSD2A、4-BP DEL、NT750

Scala 等人通过对一名 4 个月大的沙特女孩（患者 8）进行全外显子组测序，该女孩由近亲父母所生，患有神经发育障碍，伴有进行性小头畸形、痉挛和脑成像异常（NEDMISBA; 616486）（2020）在 MFSD2A 基因中发现了一个纯合 4 bp 缺失（c.750_753del, NM_032793.5），导致移码和过早终止密码子（Cys251SerfsTer3）。该突变在家族中随疾病分离，并且在包括 gnomAD 在内的公共变异数据库中不以纯合性存在。

.0007 伴有进行性小头畸形、痉挛和脑成像异常的神经发育障碍
MFSD2A，c.556+1G-A

Scala 等人通过对一名 4 岁男孩（患者 2）进行全外显子组测序，该男孩由伊朗近亲父母所生，患有神经发育障碍，伴有进行性小头畸形、痉挛和脑成像异常（NEDMISBA; 616486）（2020）在 MFSD2A 基因中鉴定出纯合 c.556+1G-A 突变（c.556+1G-A, NM_032793.5），预计会通过剪接供体位点的改变导致异常剪接。该突变在家族中随疾病分离，并且在包括 gnomAD 在内的公共变异数据库中不以纯合性存在。