嘌呤能受体 P2X，配体门控离子通道，7； P2RX7

嘌呤受体 P2X7； P2X7

HGNC 批准的基因符号：P2RX7

细胞遗传学位置：12q24.31 基因组坐标（GRCh38）：12:121,132,876-121,188,032（来自 NCBI）

▼ 克隆与表达

细胞表面 ATP 受体可分为 2 类。代谢型（P2Y/P2U）是 G 蛋白偶联受体 7 次跨膜超家族的成员（参见 602451）。离子型（P2X）是配体门控通道（参见 600843）。 P2Z 受体具有离子变性，但也会引起细胞透化。拉森德伦等人（1997）克隆了一种称为 P2X7 受体的人类基因，该受体在结构上与 P2X 家族相关，并表现出 P2Z 受体的特性。他们以大鼠P2X7基因为探针，筛选了人单核细胞cDNA文库，并回收了编码预测的595个氨基酸蛋白的cDNA，该蛋白与大鼠P2X7蛋白有80%的一致性。在 Northern 印迹中，P2X7 在许多组织中表达为 6 kb mRNA。

▼ 基因功能

拉森德伦等人（1997）发现用 ATP 或 2-prime、3-prime-（4-苯甲酰基）-苯甲酰基 ATP（BzATP）处理 P2X7 转染的细胞会引发阳离子选择性电流。较长时间应用激动剂可使细胞透化。

沃辛顿等人（2002）研究了各种残基在 P2X7 受体 ATP 结合中的作用。这是通过用蛋白质的野生型或定点突变体转染到细胞系或非洲爪蟾卵母细胞中来完成的。他们得出结论，K193 和 K311 是 ATP 结合中必需的残基。

阿特金森等人（2002）证明 P2RX7 ATP 结合受体钙通道跨越核膜。阿特金森等人（2002）使用大鼠海马体的原位杂交来检测编码P2RX7的mRNA。胞体层所有神经元细胞质均可见阳性信号，其中90%为兴奋细胞。 P2RX7 mRNA 也见于海马的抑制性神经元中。

杉山等人（2004）测试了糖尿病是否会增加视网膜微血管对 P2X7 嘌呤受体激活的潜在致命后果的脆弱性。在使用从成年大鼠视网膜中分离出的含有周细胞的微血管进行的实验中，他们发现，在链脲佐菌素诱导的糖尿病发病后不久，显着降低的 P2X7 激动剂浓度可以有效地打开毛孔并引发视网膜微血管系统的细胞凋亡。杉山等人（2004）表明糖尿病视网膜中的微血管损伤可能是由血管活性分子受体介导的。

Lemaire 等人使用表达天然 P2x7 的大鼠肺泡巨噬细胞和表达全长大鼠 P2x7 或 C 端截短的 P2x7 突变体的人胚胎肾细胞（2006）表明P2X7参与了形成多核巨细胞的融合过程。

Alu 衍生的 RNA 激活 P2X7 和 NLRP3（606416）炎性体，导致地图样萎缩（一种年龄相关性黄斑变性）中视网膜上皮细胞死亡（ARMD; 603075）。福勒等人（2014）发现核苷逆转录酶抑制剂（NRTI）抑制 P2X7 介导的 NLRP3 炎性体激活，与逆转录酶抑制无关。多种经批准且具有临床相关性的 NRTI 可以阻止半胱天冬酶-1（CASP1；147678）激活，半胱天冬酶-1 是 Alu RNA 诱导的 NLRP3 炎症小体的效应子。 NRTI 对地理萎缩、脉络膜新生血管、移植物抗宿主病和无菌性肝脏炎症的小鼠模型有效。福勒等人（2014）得出的结论是，NRTI 可能对干性和湿性 ARMD 都有治疗作用，并且这些药物在这些系统中的 P2X7 水平上起作用。

博尔赫斯·达席尔瓦等人（2018）证明 P2RX7 是小鼠体内长寿命中枢和组织驻留记忆 CD8+ T 细胞群的建立、维持和功能所必需的。相比之下，P2RX7 并不是产生短寿命效应 CD8+ T 细胞所必需的。从机制上讲，P2RX7 至少部分通过诱导 AMP 激活蛋白激酶来促进分化记忆 CD8+ T 细胞中的线粒体稳态和代谢功能（参见 PRKAA1, 602739）。 P2RX7 的药物抑制剂在体外引起激活的小鼠和人类 CD8+ T 细胞的代谢和分化失调，体内短暂的 P2RX7 阻断可改善神经性疼痛，但也会损害 CD8+ 记忆 T 细胞的产生。博尔赫斯·达席尔瓦等人（2018）得出的结论是，细胞外 ATP 激活 P2RX7 提供了一种共同的货币，既可以向神经和免疫系统发出组织损伤警报，又可以促进最持久且功能相关的记忆 CD8+ T 细胞群的代谢适应性和存活。

赖登等人（2020）发现 P2X7 介导小鼠和人类细胞中磷脂酰丝氨酸暴露以响应细胞外 ATP。为了实现此功能，P2X7 需要 EROS（618334）在质膜上表达。 EROS 定位于内质网，在那里与 P2X7 相互作用，并通过充当伴侣来协助其折叠。然后 P2X7 移动到质膜，以同源三聚体复合物的形式存在。 EROS 也是巨噬细胞中 ATP 触发的 P2X7 介导的 IL1-β（IL1B；147720）产生所必需的。

▼ 基因结构

布尔等人（1998）确定P2RX7基因含有13个外显子。

▼ 测绘

通过 FISH，Buell 等人（1998）将 P2RX7 基因定位于染色体 12q24。通过辐射杂交分析，他们发现该基因位于同源 P2RX4 基因（600846）的 130 kb 范围内。

▼ 分子遗传学

几位研究人员表明，P2X7 在某些受试者的淋巴细胞和单核细胞中均无功能。为了研究可能的遗传基础，Gu 等人（2001）对编码 P2X7 羧基末端尾部的 DNA 进行了测序。他们发现了 1513A-C 取代，导致 glu496 突变为 ala（E496A）。 45 名正常受试者中有 9 名是杂合子，而 1 名受试者是纯合子。共聚焦显微镜和免疫荧光染色均证明，淋巴细胞上 P2X7 的表面表达不受 E496A 多态性的影响。来自 E496A 纯合子受试者的单核细胞和淋巴细胞表达非功能性受体，而杂合子显示的 P2X7 功能仅为种系 P2X7 的一半。转染实验表明，突变型P2X7受体在低受体密度下表达时无功能，但在高受体密度下恢复功能。突变型 P2X7 功能的这种密度依赖性也出现在用干扰素-γ 将新鲜单核细胞分化为巨噬细胞时，干扰素-γ 上调了突变型 P2X7 并部分恢复了其功能。与种系相比，P2X7 介导的淋巴细胞凋亡在纯合突变体 P2X7 中受损（8.6% vs 35.2%）。数据表明，496 位的谷氨酸是 P2X7 受体最佳组装所必需的。

用 ATP 处理分枝杆菌感染的巨噬细胞会诱导 P2X7 介导的细胞凋亡，从而导致宿主细胞和细胞内杆菌死亡。桑德斯等人（2003）发现，在短暂暴露于 ATP 后，E496A 纯合个体的巨噬细胞中既没有发生细胞凋亡，也没有杀死分枝杆菌。

卡布里尼等人（2005）指出，除了 E496A 变异之外，其他几种多态性也会导致 CLL 患者 P2X7R 功能丧失。通过监测来自 CLL 患者的外周血淋巴细胞和转染 P2X7R 变体的胚胎肾细胞中 ATP 诱导的 Ca（2+）流入，他们证实了 E496A 的功能丧失，但发现其他细胞质尾部变体仅导致轻微的功能下降。卡布里尼等人（2005）将 489C-T 多态性鉴定为功能获得性多态性，该多态性导致受体胞外部分的 his155 变为 tyr（H155Y）。在携带 489C/T 和 489T/T 基因型的 CLL 患者淋巴细胞中观察到 Ca（2+）通量显着增加。与对照组相比，所研究的多态性在 CLL 患者中的发生频率没有显着不同。

威利等人（2002）研究了导致健康个体 P2X7 功能丧失的 glu496-to-ala（E496A; 1513A-C）单核苷酸多态性是否存在于慢性淋巴细胞白血病（CLL; 151400）患者的白血病 B 淋巴细胞中。他们研究了 36 名无关的 CLL 患者、4 名家族性 CLL 患者和 46 名年龄匹配的对照者的外周血白细胞的基因组 DNA。 CLL 患者的多态性突变发生率和突变等位基因的频率是白人老年对照者的 3 倍。多态等位基因纯合个体没有 P2X7 受体功能，杂合子的功能只有野生型等位基因纯合个体的一半； ATP诱导的细胞凋亡量也相应变化。在 2 个家庭中，Wiley 等人（2002）研究了一对患有 CLL 的父子对和姐妹对，由于 P2X7 的 1 或 2 个 1513A-C 等位基因遗传，导致 P2X7 功能丧失。他们得出的结论是，P2X7 受体的激活会导致 CLL 患者的淋巴细胞凋亡，而该受体功能的降低具有抗凋亡作用，导致 B 细胞数量增加。因此，P2X7 基因第 1513 位功能丧失性多态性突变的遗传将有助于 CLL 的发病机制。

为了进一步探讨 P2X7 作为 CLL 易感基因的参与，Dao-Ung 等人（2004）扩展了 Wiley 等人的研究（2002）包括 42 例家族性 CLL 病例和 74 例散发性 CLL。招募了 3 个代际对、6 个兄弟姐妹对和 8 个单一家族病例（受影响的亲属无法参与研究）。与正常受试者（0.157）相比，家族性 CLL 患者（0.286）的 1513C 等位基因频率显着增加（OR = 2.1，p = 0.008）。相比之下，散发性 CLL 患者的 1513C 等位基因频率与正常受试者中观察到的非常相似，OR 接近 1。

通伯格等人（2002）发现1513A-C多态性影响CLL的临床结果，尤其是免疫球蛋白重链可变基因突变的患者（V（H）；参见147070）。 1513C 等位基因杂合的 CLL 患者的生存期明显长于 1513A/A 基因型的患者：中位生存期分别为 104 个月和 72 个月（P = 0.009）。在评估 V（H）基因突变状态的 165 名 CLL 患者中，71 名患者（43%）基因发生突变，94 名患者基因未突变； 71 名具有突变基因的患者中，有 18 名（25%）具有 1513C 等位基因，而 94 名具有未突变基因的患者中，有 17 名（18%）具有 1513C 等位基因。在免疫球蛋白重链可变基因突变的患者中，1513C 阳性的 CLL 患者有 53 个月的生存期。与 1513A/A 基因型患者相比，中位生存期更长（151 个月 vs 98 个月，P = 0.011）。 Di Virgilio 和 Wiley（2002）对这些发现进行了评论。

▼ 动物模型

索勒等人（2001）通过同源重组产生了 P2rx7 缺陷小鼠。通过荧光染料积累测量，突变小鼠的巨噬细胞无法对细胞外 ATP 做出反应。此外，巨噬细胞的 ATP 或脂多糖（LPS）刺激导致 35-kD pro-Il1b 的积累，其数量与野生型相当，但只有野生型巨噬细胞分泌 17-kD Il1b。野生型和突变型巨噬细胞均产生并释放 17-kD 形式以响应钾离子载体尼日利亚霉素。同样，在体内，用 LPS 引发并用 ATP 攻击的突变小鼠未能产生显着水平的 Il1b。另一方面，IL6（147620）是由突变小鼠响应 LPS 产生的，但在 ATP 攻击后没有额外产生，表明 ATP 通过 P2RX7 依赖性和孤立机制影响 IL6 的产生。

P2X7R 形成大孔并介导细胞凋亡的能力取决于其大的细胞质尾部，该尾部包含假定的 TNFR 相关死亡结构域。阿德里奥等人（2002）指出，转染的小鼠 P2x7r 形成孔的效率低于人类和大鼠的同行。通过流式细胞术分析，他们证明 C57BL/6 小鼠的脾 T 细胞对细胞外 ATP 诱导的钙摄取和细胞凋亡的敏感性低于 BALB/c 小鼠的脾 T 细胞。阿德里奥等人（2002）在 C57BL/6 等位基因中发现了一个编码突变，即核苷酸 1352 处的 T 到 C 转变，导致 TNFR 相关死亡结构域中的 pro451 到 leu（P451L）取代。相反，BALB/c序列与人和大鼠P2X7R的序列一致。 P2x7r 的突变形式存在于 2 个 C57BL 和 2 个 DBA 品系中，但不存在于所检查的其他 10 个品系中，其中包括 4 个来自野生小鼠的品系。阿德里奥等人（2002）表明 P451L 突变具有与人类 E496A 突变类似的效果。

韦伯等人（2010）发现 P2x7 -/- 小鼠对接触性超敏反应（CHS）具有抵抗力。注射 Il1b 可恢复 P2x7 -/- 小鼠发生 CHS 的能力。 P2x7 -/- 树突状细胞无法响应 LPS 和 ATP 产生 Il1b，但如果用 LPS 和明矾引发，它们确实以 Nlrp3（606416）- 和 Asc（PYCARD; 606838）依赖性方式产生 Il1b。韦伯等人（2010）得出的结论是，P2X7 是皮肤中响应接触过敏原而释放的细胞外 ATP 和 IL1B 释放的关键受体，IL1B 在致敏过程中也至关重要。