包含 FERM 域的 Kindlin 3; FERMT3
FERMITIN 家族,成员 3
UNC112相关蛋白2; URP2
KINDLIN 3; KIND3
MIG2B
HGNC 批准的基因符号:FERMT3
细胞遗传学位置:11q13.1 基因组坐标(GRCh38):11:64,205,920-64,223,891(来自 NCBI)
▼ 说明
FERMT3 基因编码参与整合素激活的蛋白质;它在造血细胞中特异性表达(Moser et al., 2008)。另请参见 FERMT1(607900)(上皮细胞特异性)和 FERMT2(607746)(具有更广泛的表达)。
▼ 克隆与表达
Weinstein 等人使用微阵列分析显示几种肿瘤组织中表达发生改变的基因,然后对脑 cDNA 进行 PCR(2003) 克隆了全长 URP2 cDNA,编码与秀丽隐杆线虫蛋白 Unc112 具有显着同源性的蛋白。推导的 663 个氨基酸的蛋白质的计算分子量约为 75.4 kD。他们还克隆了一个包含来自白细胞 cDNA 文库的 12 bp 插入片段的变体。该变体编码一种由 667 个氨基酸组成的蛋白质,计算出的分子量约为 76 kD。在其 C 端一半,URP2 包含 2 个 FERM 结构域,侧翼为 血小板-白细胞C 激酶底物 同源结构域。 URP2 与 MIG2(607746) 具有 55.4% 的同一性,与 URP1(607900) 具有 58.7% 的同一性。所有 3 种蛋白均与 talin-1(186745) 和 talin-2(607349) 具有较弱但显着的同源性。 Northern 印迹分析检测到 2.7 kb URP2 转录本在胸腺、脾脏和白细胞中强表达,在肺和胎盘中表达较弱,在其他组织中很少或没有表达。
通过分析慢性淋巴细胞白血病中表达的膜蛋白,然后进行数据库分析,Boyd 等人(2003) 鉴定了 MIG2B cDNA。定量 RT-PCR 显示造血组织特异性 MIG2B 表达,并且 B 细胞恶性肿瘤中 MIG2B 表达增加。通过SDS-PAGE检测,MIG2B的表观分子量为60 kD。
▼ 基因结构
韦恩斯坦等人(2003)确定URP2基因包含15个外显子,跨度约20kb,并且定向于端粒到着丝粒方向。 URP2 剪接变体利用替代的外显子 10 受体位点。
▼ 测绘
通过基因组序列分析,Weinstein 等人(2003) 将 URP2 基因定位到染色体 11q12。
▼ 基因功能
Manevich-Mendelson 等人使用免疫印迹分析(2009) 表明,患有白细胞粘附缺陷 3(LAD3; 612840) 的 KIND3 阴性患者在静息 T 细胞中也缺乏 CDGI(RAPGEF1; 600303) 的表达(参见分子遗传学),但在 T 细胞激活后获得了 CDGI 表达。用 CXCL12(600835) 对正常和 KIND3 阴性细胞进行由内而外(即趋化因子介导)的激活,导致 CXCR4(162643) 表达正常,但 LFA1 的构象激活有缺陷(参见 ITGB2;600065),并且在一系列的接触时间。相比之下,VLA4 的内在粘附性(参见 ITGA4;192975)在 KIND3 阴性细胞中很大程度上是保守的。马内维奇-门德尔森等人(2009) 得出结论,在人类淋巴细胞中,KIND3 对 LFA1 的粘附性比对 VLA4 的粘附性更重要。
▼ 分子遗传学
整合素是白细胞和血小板的主要粘附受体,与其配体的结合较差,但在“由内而外”结合后变得活跃。通过其他膜受体发出信号。来自白细胞粘附缺陷 3(LAD3; 612840) 个体的造血来源细胞表达 β-1(ITGB1; 135630)、β-2(ITGB2; 600065) 和 β-3(ITGB3; 173470) 整合素,但内部有缺陷out 信号传导导致 LAD1(116920) 样免疫缺陷和格兰茨曼血小板无力症(GT; 273800) 样出血问题。斯文森等人(2009)指出 Pasvolsky 等人(2007) 报道了 RASGRP2 基因(605577) 外显子 16 的假定剪接受体位点处的 C 到 A 变化,这是 2 名土耳其患者出现 LAD3 的原因。斯文森等人(2009) 在另外 2 名土耳其 LAD3 患者中发现了这种 RASGRP2 变化,但第三名马耳他 LAD3 患者的 RASGRP2 基因没有任何变化。此外,斯文森等人(2009)表明C到A的改变对RASGRP2 mRNA和蛋白水平影响很小或没有影响,并且野生型RASGRP2的表达不能恢复RASGRP2的功能。相反,斯文森等人(2009) 在他们报告的 2 名土耳其患者和马耳他患者中,确定 KINDLIN3 基因突变是导致 LAD3 的原因。土耳其患者的 arg509-to-ter(R509X; 607901.0001) 无义突变是纯合的,而马耳他患者的外显子 14(607901.0002) 剪接受体位点处的 A 到 G 的转变是纯合的。 RT-PCR 分析表明,这两种突变都会破坏突变上游 KINDLIN3 mRNA 的稳定性。 Western blot分析显示患者体内不表达KINDLIN3蛋白,而其父母表达正常。干涉反射显微镜显示野生型 KINDLIN3 纠正了患者 B 细胞对 ICAM1(147840) 的粘附和迁移缺陷。斯文森等人(2009)得出结论,KINDLIN3 的突变会导致 LAD3,而野生型 KINDLIN3 可以通过产生整合素粘附接触和整合素介导的 LAD3 淋巴细胞迁移来克服 LAD3 缺陷。
Kuijpers 等人在来自 7 个无关近亲家庭的 9 名 LAD1V 患者中发现,这些患者最初来自土耳其中部(2009) 在染色体 11q13 上鉴定出 3 个与疾病相关的基因变异:RASGRP2 中的剪接位点突变、NRXN2(600566) 中的内含子缺失以及 FERMT3 中的 R509X 突变。另外两名患者,一名来自土耳其东南部的近亲家庭,另一名来自阿拉伯近亲家庭,在 FERMT3 中存在新的无义突变,但他们缺乏 RASGRP2 和 NRXN2 的变异。土耳其患者中的新 FERMT3 突变为 arg573 至 ter(R573X;607901.0004),而阿拉伯患者中的新 FERMT3 突变为 ter(W229X;607901.0005)。所有受检患者的白细胞和血小板中均未检测到 FERMT3 蛋白表达,并且所有患者均具有相似的中性粒细胞和血小板缺陷。库伊珀斯等人(2009) 得出结论,RASGRP1 沉默突变和 NRXN2 内含子缺失不会引起疾病,但与之前报道的 7 个土耳其 LAD1V 家族中 FERMT3 基因外显子 12 的无义突变存在连锁不平衡。他们指出,11 名 LAD1V 患者临床症状的差异表明 LAD1V 不存在严格的基因型-表型关系。
McDowall 等人在一名患有严重 LAD3 的非洲裔美国女孩中(2010) 鉴定了 FERMT3 基因中的 2 个不同的纯合突变:G308R(607901.0007) 和 1275delT(607901.0008)。体外研究表明,截短的蛋白不能恢复白细胞粘附或迁移,而G308R突变蛋白仅影响迁移。这些发现表明,除了粘附之外,FERMT3 对迁移至关重要的第二种活性。
Robert 等人的一位 33 个月大的吉普赛近亲父母的第一个儿子患有 LAD3 综合征(2011) 鉴定了 FERMT3 基因中的纯合剪接位点突变(607901.0009)。他的父母都是杂合子携带者。该患者和他未受影响的母亲也是 ITGA2B 基因突变的杂合子(607759.0008)。
▼ 动物模型
莫泽等人(2008) 发现 Kind3 -/- 小鼠在出生一周内死亡,并伴有明显的骨硬化和胃肠道、皮肤、大脑和膀胱的严重出血,这些出血在发育过程中就已经很明显了。具有 Kind3 -/- 肝脏的嵌合动物也出现了明显的止血缺陷,表明血小板功能障碍。 Kind3 -/- 嵌合体中的血小板计数正常,但血小板无法激活整合素。整合素的激活通常发生在血小板接触受伤血管后,并由 talin 与 β-整合素(参见 ITGB3;173470)细胞质尾部的结合介导。莫泽等人(2008) 表明 Kind3 与 β-整合素尾部区域的结合与 talin 结合的区域不同,并触发整合素激活。他们得出的结论是,KIND3 是止血和血栓形成中血小板整合素激活的重要元件。
Moser 等人使用免疫沉淀、免疫荧光显微镜和对 Kind3 -/- 小鼠的中性粒细胞进行白细胞粘附分析(2009) 证明小鼠 Kind3 与 Itgb2 结合,对于中性粒细胞在 Itgb2 配体(例如 Icam1(147840) 和 C3b(120700))上的结合和扩散至关重要。 Kind3 -/- 中性粒细胞在体外和体内失去了对内皮细胞的牢固粘附和阻滞,而选择素(参见 173610)介导的滚动不受影响。莫泽等人(2009) 得出结论,KIND3 对于 ITGB1、ITGB2 和 ITGB3 的激活至关重要,并且小鼠中 Kind3 功能的丧失会导致 LAD3 样表型。
▼ 等位基因变异体(9 个精选示例):
.0001 白细胞粘附缺陷,III 型
FERMT3、ARG509TER
Kuijpers 等人最初报道了一名患有 III 型白细胞粘附缺陷(LAD3; 612840) 的 4 岁土耳其男孩(2007) 以及一名患有 LAD3 的无关土耳其女婴,Svensson 等人(2009) 鉴定了 FERMT3 基因外显子 12 中核苷酸 1525 处的纯合 C-to-T 转换,导致该蛋白的 FERM F2 子结构域中出现 arg509to-ter(R509X) 取代。
Kuijpers 等人最初报道了来自土耳其中部 7 个近亲家庭的 9 名患有 LAD3 的儿童(2007),Kuijpers 等人(2009) 鉴定了 FERMT3 基因中 R509X 突变的纯合性。所有父母都是该突变的杂合子。
.0002 白细胞粘附缺陷,III 型
FERMT3、IVS13AS、A-G、-2
McDowall 等人最初报道了一名患有 III 型白细胞粘附缺陷(LAD3; 612840) 的马耳他患者(2003),斯文森等人(2009) 在 FERMT3 基因外显子 14 的剪接受体位点鉴定了纯合 A 到 G 的转变。麦克道尔等人(2003)报道说,该患者的一个妹妹在出生后数小时内因大出血而死亡。指标患者已成功接受骨髓移植治疗。
.0003 白细胞粘附缺陷,III 型
FERMT3、TRP16TER
Malinin 等人发现,来自阿拉伯联合酋长国的 2 名同胞(一名男孩和一名女孩)的症状与严重的 III 型白细胞粘附缺陷(LAD3;612840) 一致(2009) 鉴定了 FERMT3 基因外显子 2 中的纯合 G 到 A 转变,导致 trp16 到 ter(W16X) 取代。两名同胞从 2 周大时开始出现严重出血和反复感染,随后在大约 5 个月大时出现骨硬化症。蛋白质印迹分析显示患者细胞中存在 56 kD FERMT3 片段,但没有全长 FERMT3。作者认为,患者细胞中的 FERMT3 片段可能是由密码子 181 处的另一个下游转录起始位点产生的。
.0004 白细胞粘附缺陷,III 型
FERMT3、ARG573TER
Kuijpers 等人在一名患有 III 型白细胞粘附缺陷(LAD3; 612840) 且近亲父母来自土耳其东南部的 2 岁儿童中进行了研究(2009) 鉴定了 FERMT3 基因外显子 14 中核苷酸 1717 处的纯合 C 到 T 转换,导致该蛋白的第二个 FERM 结构域中的 arg573 到 ter(R573X) 取代。父母双方都是该突变的杂合子。
.0005 白细胞粘附缺陷,III 型
FERMT3、TRP229TER
Kuijpers 等人在患有 III 型白细胞粘附缺陷(LAD3; 612840) 和近亲阿拉伯父母的儿童中(2009) 鉴定了 FERMT3 外显子 6 中核苷酸 687 处的纯合 G 至 A 转变,导致 trp229 至 ter(W229X) 取代。父母双方都是该突变的杂合子。该患者在接受造血干细胞移植后死亡。
.0006 白细胞粘附缺陷,III 型
FERMT3、ARG513TER
Mory 等人在 3 名患有 III 型白细胞粘附缺陷(LAD3; 612840) 的土耳其患者中(2008) 在 FERMT3 基因的核苷酸 1632 处鉴定出纯合的 C 到 T 转换,导致 arg513 到 ter(R513X) 取代。患者的情况是这样的:父母都是 R513X 突变的杂合携带者,在 68 名土耳其对照者中未检测到这种突变。这些患者还具有 Svensson 等人推测的 RASGRP2(605577) 剪接位点突变(2009) 和 Kuijpers 等人(2009) 被排除为 LAD3 的原因。
.0007 白细胞粘附缺陷,III 型
FERMT3、GLY308ARG
McDowall 等人在一名 11 个月大的患有 III 型白细胞粘附缺陷(LAD3; 612840) 的非洲裔美国女孩中进行了研究(2010) 在 FERMT3 基因中发现了 2 个纯合突变。一个突变是外显子 8 中的 922G-A 转变,导致连接 FERM 子结构域 2 前半部分和 PH 结构域的环中发生 gly308 到 arg(G308R) 的取代。第二个纯合突变是 1 bp 缺失(1275delT;607901.0008)。体外研究表明,当由内而外的信号激动剂刺激粘附时,患者 T 细胞无法牢固地粘附到 ICAM1(147840) 和纤连蛋白(FN1; 135600)。该缺陷通过野生型 FERMT3 转染得以修复。患者 T 细胞的 FERMT3 mRNA 水平显着降低,但没有 FERMT3 蛋白。体外功能表达测定表明,转染 G308R 突变蛋白的 B 细胞具有正确的 FERMT3 膜定位,并且能够粘附 ICAM1,但与野生型相比无法正确迁移。这些发现表明,除了粘附之外,FERMT3 对迁移至关重要的第二种活性。患者病情严重,有严重出血倾向、反复感染和骨石症。她通过骨髓移植成功治愈。患者未受影响的母亲的两种突变都是杂合的,并且显示出大约一半水平的 FERMT3 mRNA,这与 1 个等位基因上缺乏功能基因一致。
.0008 白细胞粘附缺陷,III 型
FERMT3,1-BP DEL,1275T
McDowall 等人在一名 11 个月大的患有 III 型白细胞粘附缺陷(LAD3; 612840) 的非洲裔美国女孩中进行了研究(2010) 在 FERMT3 基因中发现了 2 个纯合突变。一种突变是外显子 11 中的 1 bp 缺失(1275delT),导致 β-6 和 β-7 链之间环中的 PH 结构域过早终止。第二个纯合突变是 G308R 取代(607901.0007)。体外功能表达测定表明,转染1275delT突变蛋白的B细胞没有FERMT3膜定位,并且无法粘附ICAM1。研究结果表明,截短的 PH 结构域不再能够进行膜锚定。患者未受影响的母亲的两种突变都是杂合的,并且显示出大约一半水平的 FERMT3 mRNA,这与 1 个等位基因上缺乏功能基因一致。
.0009 白细胞粘附缺陷,III 型
FERMT3、IVS2AS、A-C、-2
Robert 等人在一位 33 个月大的吉普赛近亲父母的长子中发现了 III 型白细胞粘附缺陷(LAD3;612840)(2011) 在 FERMT3 基因的内含子 2 中发现了纯合剪接位点突变。该突变是 A 到 C 的变化,影响了外显子 3 的受体剪接位点(使用 cDNA 序列为 310-2A-C),导致在外显子 3 正常开始后使用了 10 个核苷酸的隐秘剪接位点,移码和提前终止。父母均为杂合子携带者。该突变导致血小板和淋巴细胞中缺乏正常的 FERMT3 蛋白、整合素激活失败以及血小板和白细胞整合素依赖性功能受损。该患者和他未受影响的母亲也是 ITGA2B 基因突变的杂合子(607759.0008)。