POU 结构域，3 类，转录因子 4； POU3F4

大脑-4； BRN4

HGNC 批准的基因符号：POU3F4

细胞遗传学位置：Xq21.1 基因组坐标（GRCh38）：X:83,508,290-83,512,127（来自 NCBI）

▼ 说明

POU3F4 基因编码限制神经干细胞增殖和谱系潜力的转录因子（Choi 等人总结，2013）。

▼ 克隆与表达

德科克等人（1995）使用与鼠基因序列互补的 PCR 引物从粘粒 DNA 中扩增出人 POU3F4 片段，然后将其用作探针来筛选人胎脑 cDNA 文库。他们分离出 1.4 kb 的人类 POU3F4 cDNA 序列，其中包含完整的 1,083 bp 蛋白质编码区。大鼠和小鼠蛋白质完全相同，而人类蛋白质仅包含 4 个保守氨基酸取代。

杜维尔等人（1994）表明，POU3F4 的大鼠同源物（称为 RHS2）在胚胎发育过程中在受孕后 15.5 和 17.5 天的大脑、神经管和耳囊中表达。

▼ 测绘

杜维尔等人（1994）证明，编码转录因子的 Brain-4（Pou3f4）基因位于蛋白脂质蛋白基因座 Plp（300401）和磷酸甘油酸激酶 1 基因座（Pgk1; 311800）附近的 DXMit6 标记之间。 Pgk1和Plp之间的染色体区域在人类和小鼠之间进化上是保守的，这表明人类POU3F4基因位于Xq13-q22区间。杜维尔等人（1994）表明其在早期胚胎发生中的定位位置和时间/空间表达模式使得 POU3F4 成为 DFN3 基因座的有吸引力的候选基因（DFNX2; 304400）。

为了确认和完善人类基因的定位，de Kok 等人（1995）通过 PCR 扩增了小鼠基因组 Pou3f4 基因片段，并将其与含有来自 Xq21 缺失患者的 EcoRI 消化 DNA 的 Southern 印迹杂交。在男性对照中观察到杂交，但在 Xq21 中携带不同大小缺失的 DFN3 患者中未观察到杂交。通过将探针与跨越 DFN3 基因座的重叠群的粘粒杂交，他们将 POU3F4 基因定位在 DXS995 远端 20 kb 处。

▼ 分子遗传学

de Kok 等人在 6 名 X 连锁混合性耳聋患者中的 4 名中（参见 DFNX2, 304400）（1995）证明了点突变；在第五名患者中，严重的感音神经性耳聋掩盖了 DFN3 的传导元件，发现了无义突变（300039.0001-300039.0005）。出乎意料的是，德科克等人（1995）发现先前在 DFN3 患者中发现的 3 个 Xq21 微缺失和 1 个重复并不包含 POU3F4 基因。在所有 4 个实例中，重排均位于 POU3F4 的近端和 5 素数处，物理距离在 15 至 400 kb 之间变化。在这些患者中，以及另外 2 名在镫骨手术期间出现外淋巴喷出或颞骨缺损的患者中，均未检测到 POU3F4 基因点突变。德科克等人（1995）得出结论，这些病例可能是由影响 5 素非编码或调控序列的突变引起的。或者，这些畸变可能影响总体染色体结构，从而影响 POU3F4 的表达。一种不太可能的解释可能是 Xq21.1 中存在可导致 DFN3 的其他基因。

比特纳-格林齐茨等人（1995）描述了 2 个 X 连锁耳聋家族的 POU3F4 基因的特定突变，并表明该经验进一步阐明了 DFN3 的表型。他们得出的结论是，DFN3 的特征不是与镫骨手术中的外淋巴喷出相关的混合传导性和感音神经性耳聋，而是伴有或不伴有与耳朵独特发育异常相关的传导性成分的深度感音神经性耳聋。他们的家庭 1 由一位芬兰裔母亲和 2 个儿子组成。先证者的混合听力损失为 40-50 dB，而他的兄弟则为 75-95 dB。第一个兄弟在镫骨切除术时被发现有外淋巴喷出。 PCR/SSCP 产物的测序显示其克隆的第 862-866 位碱基处有 4 bp 缺失，该碱基位于 POU3F4 基因（300039.0006）的同源域中。第 2 号家庭是一个英国家庭，有 3 名受影响的男性。所有受影响的男性均在婴儿期被诊断出患有严重的感音神经性耳聋，但没有任何传导成分的迹象。虽然 2 名智力正常，但 1 名存在不明原因的中度严重学习困难。对其中一名男性进行的耳蜗高分辨率 CT 扫描发现，耳蜗基转和内耳道之间存在特征性的骨缺损。在对一个家族 4 代人的研究中，可以确定杂合祖母的突变起源，该突变是核苷酸 935 处的 C 到 T 转变，导致同源结构域高度保守的残基中丙氨酸被缬氨酸取代预测蛋白质（300039.0007）。

de Kok 等人根据对 DFN3 与复杂重复/同心倒位相关的观察（1995）得出结论，在 POU3F4 基因上游至少 400 kb 处存在一个调控元件，并且该元件通过倒位与 POU3F4 基因断开。

德科克等人的工作（1995）和 Bitner-Glindzicz 等人（1995）指出混合性和纯感音神经性耳聋可能是由 POU3F4 基因突变引起的，并且它们具有与 Phelps 等人描述的相同的放射学表型（1991）。

弗里德曼等人（1997）在研究的 5 名 X 连锁混合性耳聋患者中，有 2 名发现了 POU3F4 基因的新突变。尽管其他 3 名患者的临床病史和影像学异常具有特征性，但未发现突变。

Crovetto 等人在 3 名无关的半规管裂开患者中发现，该患者没有该疾病或耳聋的家族史（2012）排除了 POU3F4 基因编码外显子的突变。

Choi 等人在 6 个患有 X 连锁耳聋的韩国家庭中（2013）鉴定了 6 个致病性 POU3F4 突变，包括 5 个新突变（参见，例如 300039.0010 和 300039.0011）。有 2 个错义突变、2 个截短突变和 2 个导致蛋白质延伸到 POU 和 NLS 结构域之外的 3 素非翻译区的突变。在细胞表达研究中，所有突变均导致 POU3F4 转录活性降低。延伸突变位于细胞质，并由于结构改变而经历蛋白酶体降解。其中一种移码突变导致蛋白质水平较低，可以通过蛋白酶体抑制剂恢复，但转录活性无法恢复到具有生物学意义的水平。

▼ 动物模型

DFN3（DFNX2; 304400）是一种 X 染色体连锁的非综合征性混合性耳聋，由编码 POU 转录因子的 BRN4 基因突变引起。米诺瓦等人（1999）创造了 Brn4 缺陷小鼠。他们患有严重的耳聋。尽管耳蜗内电位显着降低，但传导听小骨或耳蜗没有观察到明显的形态变化。电子显微镜显示耳蜗螺旋韧带纤维细胞发生严重的超微结构改变。这些发现表明，这些纤维细胞起源于间充质，并且被假定在钾离子稳态中发挥作用，可能在听觉功能中发挥关键作用。

小鼠突变体“性连锁坐立不安”的表型（slf）是由内耳发育畸形引起的，导致听力损失和前庭功能障碍。初步作图实验表明，小鼠 Brn4（人类同源物，POU3F4）基因与小鼠 X 染色体上的 slf 基因座共分离。菲帕德等人（2000）确定了 slf 突变的性质：X 染色体倒位，有 1 个断点接近 Brn4。这种反转选择性地消除了发育中的内耳中的 Brn4 基因的表达，但不消除神经管中的表达。菲帕德等人（2000）认为 slf 突变是人类最常见的 X 连锁先天性耳聋的良好模型，这与人类 Brn4 直系同源物 POU3F4 的突变有关。

▼ 等位基因变异体（11 个选定示例）：

.0001 耳聋，X染色体连锁 2
POU3F4、LEU298TER

de Kok 等人在一名 X 连锁混合性耳聋（DFNX2; 304400）患者中进行了研究（1995）发现了 leu298-to-ter 无义突变。 3055号患者在895位缺失了一个A核苷酸。

.0002 耳聋，X染色体连锁 2
POU3F4、ASP215TER

在患有 X 连锁混合性耳聋（DFNX2; 304400）的患者 3105 中，de Kok 等人（1995）发现 1 个鸟嘌呤缺失，该鸟嘌呤是 648 至 651 位 GGGG 四核苷酸序列的一部分，导致 asp215 转化为终止密码子。

.0003 耳聋，X染色体连锁 2
POU3F4、LYS202TER

在里尔登等人早期研究的一个家庭中（1991），德科克等人（1995）发现野生型 POU3F4 序列的 603 至 610 位串联存在的 CAAA 四核苷酸缺失。他们能够证明该突变在整个家族中与 DFN3 表型共分离。该家族的表型以严重的感音神经性耳聋为主，掩盖了 DFN3（DFNX2; 304400）中常见的传导元件。

.0004 耳聋，X染色体连锁 2
POU3F4、LEU317TRP

de Kok 等人在患有 X 连锁混合性耳聋（DFNX2; 304400）的 5736 号患者中（1995）在 POU3F4 基因中发现了 leu317 到 trp 的突变。根据核磁共振和晶体学研究推断，317 位的亮氨酸残基位于 POU 同源结构域的螺旋 2 和 3 之间。

.0005 耳聋，X染色体连锁 2
POU3F4、LYS334GLU

在一个患有 X 连锁混合性耳聋（DFNX2; 304400）的家庭中，de Kok 等人（1995）在 POU3F4 蛋白的 POU 同源域中发现了非保守的 K334E 取代。

.0006 耳聋，X染色体连锁 2
POU3F4，4-BP DEL

Bitner-Glindzicz 等人的 2 名兄弟患有混合性听力损失，其中 1 名兄弟患有混合性听力损失（DFNX2；304400），而他们的母亲则无症状（1995）证明了位于同源结构域中的克隆的碱基 862-866 处的 4-bp 缺失，导致移码。

.0007 耳聋，X染色体连锁 2
POU3F4、935C-T、ALA-VAL

在一个英国家庭中，两个兄弟和他们的叔叔患有严重的感音神经性耳聋“在婴儿期被诊断出，没有任何传导成分的迹象”；（DFNX2; 304400）和无症状的外祖母 Bitner-Glindzicz 等人（1995）鉴定了 POU3F4 基因第 935 号核苷酸处的 C 到 T 转变，导致预测蛋白同源结构域的高度保守残基中丙氨酸被缬氨酸取代。

.0008 耳聋，X染色体连锁 2
POU3F4、ARG330SER

de Kok 等人在一名 X 连锁混合性耳聋（DFNX2; 304400）患者中进行了研究（1997）在 POU3F4 基因中发现了一个突变，预计会导致 arg330 到 Ser 氨基酸取代。

.0009 耳聋，X染色体连锁 2
POU3F4，ARG323GLY

de Kok 等人在一名 X 连锁混合性耳聋（DFNX2; 304400）患者中进行了研究（1997）发现 POU3F4 基因中 arg323 到甘氨酸氨基酸取代的体细胞镶嵌现象。在 2 个孤立建立的 EBV 永生化 B 细胞和外周血淋巴细胞（PBL）中检测到嵌合现象。半定量分析显示，该患者约50%的PBL携带突变。 arg323 到 gly 的突变似乎发生在胚胎发生的早期，即在参与造血和内耳发育的细胞分化之前。该突变位于 POU 同源域，预计会破坏 POU3F4 蛋白的 DNA 结合。所有先前描述的点突变均在 POU3F4 的 POU 结构域中发现。

.0010 耳聋，X染色体连锁 2
POU3F4，1-BP删除，1069A

Choi 等人在一个韩国家庭的 2 名受影响兄弟中分离出 X 连锁混合性耳聋（DFNX2; 304400）（2013）在 POU3F4 基因中发现了 1 bp 缺失（1069delA），导致翻译蛋白发生移码并延伸至 3 素非翻译区（Thr354GlnfsTer115）。在 100 个对照或大型外显子组序列数据库中未发现该突变。将突变转染至 HEK293 细胞中，导致突变转录物水平正常，但与对照相比，蛋白质水平降低，表明该突变改变了蛋白质稳定性。突变蛋白还表现出异常的细胞内定位，大部分蛋白位于细胞质中，而不是在细胞核中。与野生型相比，突变蛋白表现出转录活性降低。崔等人（2013）得出结论，这种移码延伸突变限制了突变蛋白对 POU3F4 靶基因顺式作用调控序列的可及性。

.0011 耳聋，X染色体连锁 2
POU3F4，1-BP DUP，950T

Choi 等人在一名韩国先证者及其患有 X 连锁耳聋的叔叔（DFNX2; 304400）中（2013）在 POU3F4 基因中发现了 1 bp 重复（950dupT），导致跨越 POU 结构域和 NLS 的 C 端 44 个残基发生移码和提前终止（Leu317PhefsTer12）。在 100 个对照或大型外显子组序列数据库中未发现该突变。将突变转染至 HEK293 细胞中，导致突变转录物水平正常，但与对照相比，蛋白质水平降低。突变蛋白定位于细胞核和细胞质。用蛋白酶体抑制剂（MG132）处理导致蛋白质水平增加和转录活性小幅增加，但没有恢复到野生型水平。