溶质载体家族 35（UDP-N-乙酰葡萄糖胺转运蛋白），成员 3； SLC35A3

UDP-N-乙酰葡萄糖胺转运蛋白
UDP-GlcNAc转运蛋白

HGNC 批准的基因符号：SLC35A3

细胞遗传学位置：1p21.2 基因组坐标（GRCh38）：1:99,969,996-100,035,634（来自 NCBI）

▼ 说明

糖基化大分子的聚糖部分是通过在内质网和高尔基体腔中作用的糖基转移酶合成和修饰的。 SLC35A3 是一种核苷酸糖转运蛋白，可将 UDP-N-乙酰氨基葡萄糖（UDP-GlcNAc）从胞质溶胶中的合成位点转运至高尔基体中的使用位点（Maszczak-Seneczko et al., 2013）。

▼ 克隆与表达

Ishida 等人通过在 EST 数据库中搜索与 UDP-半乳糖转运蛋白（SLC35A2；314375）相关的序列，然后筛选人肝脏 cDNA 文库（1999）获得了编码SLC35A3的cDNA。推导的 325 个氨基酸蛋白与 SLC35A2 具有 54% 的一致性。 Northern 印迹分析揭示了 2.4-和 6.2-kb 转录物的普遍表达。免疫印迹分析显示 SLC35A3 表达为大约 30 kD 的蛋白质。免疫荧光显微镜证明与高尔基体相关。

▼ 基因结构

爱德华森等人（2013）指出SLC35A3基因包含9个选择性剪接的外显子。

▼ 测绘

Ishida 等人使用 FISH（1999）将 SLC35A3 基因定位到 1p21。

▼ 基因功能

Ishida 等人进行的底物分析（1999）确定 SLC35A3 是 UDP-N-乙酰氨基葡萄糖的高活性转运蛋白。

Maszczak-Seneczko 等人使用小干扰 RNA（2013）发现哺乳动物细胞系（包括 HeLa 细胞）中 NGT 的敲低会减少硫酸角质素的产生，硫酸角质素主要由不同程度硫酸化的半乳糖和 GlcNAc 的重复二糖单元组成。 NGT 的敲低也减少了 N-聚糖分支，高度分支的三触角和四触角复合 N-聚糖的相对量减少，同时伴随着二触角 N-聚糖的积累。与野生型细胞相比，从 Ngt 耗尽的中国仓鼠卵巢细胞中分离的高尔基体显示 UDP-GlcNAc 的膜转运减少。 FRET 分析揭示了人 A375 细胞高尔基体膜中 MGAT5（601774）与 NGT 之间的密切关联。 Maszczak-Seneczko 等人（2013）假设 NGT 可能提供 UDP-GlcNAc 作为高尔基体糖基转移酶的底物，这些糖基转移酶产生二触角寡糖的分支，例如 MGAT5 和 MGAT4（参见 604623）。 NGT 敲低后硫酸角质素产量减少表明 B3GNT7（615313）活性依赖于 NGT 功能。

▼ 分子遗传学

Edvardson 等人在来自德系犹太大家族的 8 名患有关节弯曲、智力发育受损和癫痫发作的个体中（AMRS; 615553）（2013）鉴定了 SLC35A3 基因中的复合杂合突变（605632.0001-605632.0002）。这些突变是通过连锁分析结合全外显子组测序发现的，并与家族中的疾病分开。患者细胞没有显示出正常的转录本，表明它们没有功能性的 SLC35A3 蛋白。与对照组相比，来自患者成纤维细胞的高尔基体小泡显示 UDP-GlcNAc 的转运显着减少。尽管血清 N-糖组正常，但患者细胞显示四触角 N-聚糖急剧减少，并伴有异常低支糖型的积累。 MGAT5 基因的产物缺失。这些特征表明患者细胞的高尔基体中 UDP-GlcNAc 明显缺乏。爱德华森等人（2013）指出，这些患者的一些骨骼特征类似于具有 Slc35a3 突变的牛身上出现的复杂椎骨畸形（CVM）。

Edmondson 等人使用三重外显子组测序（2017）发现一名近亲父母所生患者的 SLC35A3 基因（R25L; 605632.0003）存在纯合错义突变。观察到血浆总糖蛋白中 N 连接多触角聚糖的严重缺乏和 β1,2-GlcNAc 分支结构的减少，这与高尔基体尿苷二磷酸 N-乙酰氨基葡萄糖（UDP-GlcNAc）转运蛋白活性的缺乏一致。

Marini 等人在意大利非近亲家庭的一对患有 AMRS 的兄弟姐妹中（2017）鉴定了 SLC35A3 基因（605632.0004 和 605632.0005）中新型错义和移码突变的复合杂合性。这些突变是通过临床和全基因组测序鉴定出来的，与家族中的疾病分开。

Miyake 等人在患有 AMRS 的男孩中（2021）鉴定了 SLC35A3 基因中的纯合剪接位点突变（605632.0006）。该突变是通过全外显子组测序发现并经桑格测序证实的，在他的近亲父母中以杂合状态存在。

▼ 动物模型

在养牛过程中广泛使用有限数量的优良公牛可能会导致隐性遗传性疾病的迅速遗传。这样的一个例子是全球分布的复杂椎骨畸形综合征（CVM），其特征是颈胸交界处的椎骨畸形和融合。汤姆森等人（2006）表明 CVM 是由 SLC35A3 编码的高尔基体核苷酸糖转运蛋白突变引起的。该疾病表现出完全共分离，突变处于纯合状态，蛋白质组模式表明受影响动物组织中的蛋白质糖基化异常。此外，在将UDP-N-乙酰氨基葡萄糖转运到高尔基体腔中方面存在缺陷的酵母突变体可以被野生型SLC35A3基因拯救，但不能被突变基因拯救。

▼ 等位基因变异体（6 个精选示例）：

.0001 关节挛缩、智力发育受损和癫痫发作
SLC35A3、GLN172TER

Edvardson 等人在 8 名来自德系犹太人血统的大家族中患有关节弯曲、智力发育受损和癫痫发作（AMRS; 615553）的患者中（2013）鉴定了 SLC35A3 基因中的复合杂合突变：c.514C-T 转换导致第五个跨膜结构域后的 gln172-to-ter（Q172X）取代，以及 c.886A-G 转换（605632.0002）外显子 8 的供体剪接位点，导致外显子 8 的跳跃和过早终止。这些突变是通过连锁分析结合全外显子组测序发现的，并与家族中的疾病分开。 dbSNP（版本 129）数据库中不存在这两种突变。在 2,045 个德系犹太人对照中未发现 Q172X 突变，但在 10 个样本中存在剪接位点突变（频率为 205 个样本中 1 个），这与创始人效应一致。患者细胞没有显示出正常的转录本，表明它们没有功能性的 SLC35A3 蛋白。与对照相比，来自患者成纤维细胞的高尔基体小泡显示 UDP-GlCNAc 的转运显着减少。将 c.886A-G 突变转染至 Slc35a3 缺失酵母中也显示缺乏转运活性。尽管血清 N-糖组正常，但患者细胞显示四触角 N-聚糖急剧减少，并伴有异常下支糖型的积累。 MGAT5 基因（601774）的产物缺失。这些特征表明患者细胞的高尔基体中 UDP-GlCNAc 明显缺乏。这些患者出生时患有肢体畸形，包括膝关节和髋关节脱位以及手指远端屈曲挛缩。其他常见特征包括小颌后缩、小头畸形和全身肌张力减退。精神运动发育缓慢，随着年龄的增长，具有自闭症特征的精神发育迟滞变得明显。癫痫发作首次出现在 3 至 11 岁之间，且与定位相关或非典型缺失。癫痫发作得到了很好的控制。爱德华森等人（2013）指出，这些患者的一些骨骼特征类似于具有 Slc35a3 突变的牛身上出现的复杂椎骨畸形（CVM）。

.0002 关节挛缩、智力发育受损和癫痫发作
SLC35A3，c.886A-G

讨论 Edvardson 等人在关节弯曲、智力发育受损和癫痫发作（AMRS；615553）患者中发现的 SLC35A3 基因（c.886A-G）剪接位点突变（2013），参见 605632.0001。

.0003 关节挛缩、智力发育受损和癫痫发作
SLC35A3、ARG25LEU

在一名患有关节弯曲、智力发育受损和癫痫发作（AMRS；615553）的患者中，包括多发性椎骨畸形，该患者是近亲父母所生，Edmondson 等人（2017）鉴定了 SLC35A3 基因中 c.75G-T 颠换的纯合性，导致在第一个跨膜结构域之后立即出现 arg25 到 leu（R25L）的取代。该突变是通过三重外显子组测序发现的，与该家族的表型分离。 NHLBI 外显子组测序项目中约 6,500 名欧洲和非裔美国人血统的人中未发现该突变。生化分析证实蛋白质糖基化异常，与高尔基体 UDP-GlcNAc 转运蛋白缺陷一致。该患者还患有多发性脊椎畸形和面部畸形。

.0004 关节挛缩、智力发育受损和癫痫发作
SLC35A3、ARG25CYS

在一对患有关节弯曲、智力发育受损和癫痫发作的兄妹中（AMRS; 615553），Marini 等人（2017）鉴定了 SLC35A3 基因中的复合杂合突变：c.73C-T 转换（c.73C-T, NM_012243.2），导致 arg25 到 cys（R25C）取代位于第一个跨膜结构域和缺失/插入突变（c.899_900delTTinsA; 605632.0005），导致移码和提前终止（Leu300GlnfsTer6）。 ExAC 数据库中曾报道过 R25C 变体（0.0008%）。两名同胞也患有早发性癫痫性脑病。

.0005 关节挛缩、智力发育受损和癫痫发作
SLC35A3，c.899_900delTTinsA

讨论 SLC35A3 基因中的删除/插入突变（c.899_900delTTinsA, NM_012243.2），导致移码和过早终止密码子，该突变在 2 名患有关节弯曲、智力发育受损的同胞中以复合杂合状态被发现Marini 等人的癫痫发作（AMRS；615553）（2017），参见 605632.0004。

.0006 关节挛缩、智力发育受损和癫痫发作
SLC35A3，IVS1，G-T，-1

Miyake 等人发现，一名由近亲父母所生的男孩患有关节弯曲、智力发育受损和癫痫发作（AMRS; 615553）（2021）在 SLC35A3 基因外显子 2 的典型剪接受体位点鉴定出纯合剪接位点突变（c.109-1G-T, NM_001271685.2）。该突变是通过全外显子组测序发现并经桑格测序证实的，在父母中以杂合状态存在。 ExAC、gnomAD 和 Exome Variant Server 数据库或内部外显子组数据库中不存在该变体。通过使用淋巴母细胞系的 cDNA 测序来证实异常剪接。没有观察到无义介导的衰变，并且预测所得蛋白质具有 23 个氨基酸的框内缺失（Met1_Thr23del）。