THAP 结构域蛋白 1； THAP1

HGNC 批准的基因符号：THAP1

细胞遗传学位置：8p11.21 基因组坐标（GRCh38）：8:42,836,674-42,843,325（来自 NCBI）

▼ 说明

THAP1 基因编码含有 THAP 结构域的蛋白质，该蛋白质被认为参与内皮细胞增殖和促凋亡过程，并被认为充当转录因子（Kaiser 等人总结，2010）。

▼ 克隆与表达

Roussigne 等人在从毛细血管后高内皮微静脉制备的 cDNA 文库的酵母 2 杂交筛选中使用细胞因子诱饵（2003）克隆了THAP1。推导的 213 个氨基酸的蛋白质包含一个 N 端 THAP 结构域、一个富含脯氨酸的中心区域以及位于其 C 端一半的二分核定位序列。 THAP1 与 PAR4（PAWR; 601936）和 PML（102578）共定位于人内皮细胞的 PML 核体内。

THAP1 基因编码 2 个产生功能性蛋白质的剪接 mRNA 变体。一种是包含 3 个外显子的 2.2-kb 同工型，而第二种是缺少外显子 2 的选择性剪接的 2-kb 同工型。第二种同工型编码没有 THAP 结构域 C 末端的截短 THAP1 蛋白。这两种亚型在许多组织中表达，表明 THAP1 在人类中广泛分布。在小鼠脑组织中，Thap1 在胚胎全脑组织中浓度最高，出生后浓度下降（Blanchard 等人总结，2011）。

▼ 基因结构

布兰查德等人（2011）指出THAP1基因包含3个外显子。

▼ 测绘

Gross（2019）根据 THAP1 序列（GenBank BC021721）与基因组序列（GRCh38）的比对，将 THAP1 基因对应到染色体 8p11.21。

▼ 基因家族

通过搜索序列数据库，Clouaire 等人（2005）在几种模式生物中鉴定出大约 100 个含有 THAP 结构域的蛋白质。人类有 12 个 THAP 家族成员，指定为 THAP0（PRKRIR; 607374）至 THAP11（609119）。相比之下，小鼠只有 7 个 THAP 家族成员：Thap0、Thap1、Thap2（612531）、Thap3（612532）、Thap4（612533）、Thap7（609518）和 Thap11。斑马鱼有 32 个 THAP 家族成员，是所有受检生物中最多的。

▼ 基因功能

通过酵母 2-杂交和体外 Pull-down 测定，Roussigne 等人（2003）发现 THAP1 与 PAR4 相互作用。突变分析表明 PAR4 的死亡结构域是相互作用所必需的。鲁西涅等人（2003）表明 PML 引导 THAP1 和 PAR4 募集到 PML 核体。 THAP1 的过度表达增加了小鼠成纤维细胞对血清戒断和 TNF-α（191160）诱导的细胞凋亡的脆弱性。 THAP 结构域对于 THAP1 促凋亡活性至关重要。

Clouaire 等人使用人类 THAP1 的 THAP 结构域作为原型（2005）表明 THAP 结构域是锌依赖性 DNA 结合模块。分离的 THAP 结构域和全长 THAP1 都结合了 11 个核苷酸共有序列，该序列包含 THAP 结合所必需的核心 GGCA 基序。丙氨酸取代实验表明，THAP 结构域内的 C2CH 特征（cys5、cys10、cys54 和 his57）和 4 个额外的保守残基（pro26、trp36、phe58 和 pro78）是 DNA 结合所必需的。

卡罗尔等人（2007）确定 THAP1 是人内皮细胞增殖和细胞周期进程的生理调节因子。他们发现，通过逆转录病毒介导的基因转移上调 THAP1 和通过 RNA 干扰沉默 THAP1 基因都会抑制人内皮细胞增殖。微阵列分析显示，THAP1 介导的生长抑制是由于 RB1（614041）/E2F（参见 189971）靶基因的协调抑制所致，其中包括 RRM1（180410）（S 期 DNA 合成所需的基因）。染色质免疫沉淀分析表明，内源性 THAP1 与增殖内皮细胞中 RRM1 启动子中共有的 THAP1 结合位点相关。由于 THAP1 的过度表达和沉默都会产生相似的表型，Cayrol 等人（2007）得出结论，THAP1 表达的最佳范围对于内皮细胞增殖至关重要。

Kaiser 等人在 HeLa 细胞和人神经母细胞瘤（SH-SY5Y）细胞中（2010）证明 THAP1 蛋白与 TOR1A（605204）的启动子结合并以浓度依赖性方式抑制启动子活性。在 TOR1A 启动子中发现了 THAP 结合位点。 DYT6（602629）相关的 THAP1 突变消除了这些细胞中 THAP1 介导的 TOR1A 抑制，但在具有和不具有 THAP1 突变的个体的成纤维细胞中敲低 THAP1 显示 TOR1A 表达没有变化。蛋白质印迹分析证实对成纤维细胞和淋巴细胞中 TOR1A 蛋白水平没有影响。作者提出，在体外研究中观察到的 THAP1 和 TOR1A 之间的相互作用可能是神经细胞或脑组织特有的，或者可能受到发育调节。凯撒等人（2010）表明 TOR1A 是 THAP1 转录因子活性的靶标，表明 DYT1 和 DYT6 之间存在分子联系。

▼ 生化特征

THAP 结构域是一种非典型锌指基序，其特征是具有一个大的 C2CH 模块，锌配位的 C2 和 CH 残基之间最多有 53 个氨基酸。贝西埃等人（2008）解决了 THAP1 的 THAP 结构域的含锌形式的 3 维溶液结构（残基 1 至 81）。 THAP 锌指的一个显着特征是存在插入 C2 和 CH 残基之间的反向平行 β 折叠内的长环-螺旋-环。丙氨酸诱变扫描和核磁共振数据揭示了几个对 DNA 结合至关重要的残基。第一个 β 链内的 Lys24 以及环-螺旋-环基序第二个环内的 arg42 和 thr48 似乎直接参与 DNA 结合，其中 thr48 预计会接触 GGCA 核心基序。除 trp36 外，位于环-螺旋-环基序螺旋中的残基突变不会消除 DNA 结合。

▼ 分子遗传学

Fuchs 等人在患有常染色体显性扭转肌张力障碍 6（DYT6; 602629）的 4 个阿米什门诺派家族的受影响成员中（2009）鉴定了 THAP1 基因中的杂合截短突变（609520.0001）。福克斯等人（2009）在一个患有 DYT6 的德国血统家庭的受影响成员中发现了 THAP1 基因（F81L; 609520.0002）的另一个杂合突变。

Bressman 等人在 36 个患有原发性肌张力障碍的无关家庭中，有 9 个（25%）（2009）鉴定了 THAP1 基因中的 9 个不同的杂合突变（参见，例如 609520.0003 和 609250.0004），其中包括 1 个具有阿米什创始人突变的欧洲混合血统家族（609520.0001）。大多数突变发生在 DNA 结合域中，其中 1 个突变预计会破坏核定位信号。不存在基因型/表型相关性。

贾尔马蒂等人（2009）在 160 名德国肌张力障碍患者中，有 2 名（1%）发现了 THAP1 基因中的 2 种不同的杂合突变（609520.0005 和 609520.0006）。两名突变携带者均从儿童时期开始患有喉肌张力障碍，随后发展为全身性肌张力障碍。其中一名患者的 2 名家庭成员都出现了非常微妙的肌张力障碍。

肖等人（2010）在 1,114 名患有各种形式肌张力障碍的个体中，有 16 名（1.4%）发现了 THAP1 基因中的 9 种不同序列变异。其中六个变体预计会导致错义突变（参见例如 609520.0007）。未进行功能研究。

霍尔登等人（2010）在 362 名英国肌张力障碍患者中，有 9 名（2.5%）发现了 THAP1 基因中的 9 种不同的新突变。一名个体具有纯合错义突变，并且没有肌张力障碍家族史，但尚未对该突变进行功能研究。

在一篇评论中，布兰查德等人（2011）指出在 56 个 DYT6 家族中发现了 53 种不同的 THAP1 突变；没有明显的基因型/表型相关性。

罗曼等人（2012）在 567 名肌张力障碍患者中，有 6 名（1.1%）发现了 THAP1 基因的 6 种不同的杂合致病性突变。其中五个突变（例如，参见 609520.0008 和 609520.0009）位于 DNA 结合域中，并使用荧光素酶测定显示会导致 THAP1 活性降低（对照的 20-80%）。

THAP1 突变的功能研究

Domingo 等人使用 CRISPR 基因组编辑（2021）将多个肌张力障碍特异性 THAP1 突变引入人类诱导多能干细胞（iPSC），并将这些细胞分化为神经干细胞。转录组分析显示，这些突变改变了与神经发育、溶酶体脂质代谢和神经干细胞中髓磷脂功能相关的基因的转录。

Cheng 等人通过 RNA 和染色质免疫沉淀测序分析（2022）发现 THAP1 突变仅针对 SH-SY5Y 细胞系中的少数差异表达基因。靶向主要通过间接途径进行，表观遗传学和基序发现分析表明，THAP1 突变靶向并上调 SP1（189906）的表达，进而导致 SH-SY5Y 细胞系中的基因失调。

▼ 动物模型

扎基洛娃等人（2018）发现 Thap1 +/- 小鼠在纹状体和小脑中比锌结合基序中 cys54 至 tyr（C54Y）突变杂合的小鼠具有更多差异表达基因。 RNA测序分析显示，两种基因型中失调的基因涉及多种途径，包括与肌张力障碍相关的基因。失调以基因型和组织依赖性方式发生，导致纹状体突触可塑性缺陷并减少纹状体神经元的神经突生长。 eIF2-α（603907）信号通路是 Thap1 +/- 小鼠纹状体和小脑中最失调的信号通路之一。在 Thap1 +/- 小鼠中，抑制 eIF2-α 磷酸化可以挽救由代谢型谷氨酸受体的药物刺激引起的长期抑郁（LTD），但不能挽救突触诱导的 LTD。

弗雷德里克等人（2019）发现 Thap1 -/- 小鼠无法存活，但 Thap1 +/- 小鼠由于 Thap1 mRNA 水平的自动调节而没有表现出自发性肌张力障碍。大脑中 Thap1 条件性敲除（cKO）的小鼠能够存活并具有生育能力，但没有表现出自发性肌张力障碍的迹象。然而，cKO 小鼠表现出行为缺陷、抓握缺陷以及体重、体型和抓握能力下降。 RNA测序分析确定了Thap1 cKO小鼠纹状体和小脑组织中的差异基因表达，包括与肌张力障碍综合征相关的基因失调。组织化学分析揭示了 cKO 小鼠的神经元和神经胶质病理学。

多明戈等人（2021）发现，与野生型相比，Thap1 C54Y 突变杂合的 Thap1 +/- 小鼠和敲入小鼠在行为分析中表现出细微的运动异常和表现受损。 Thap1 活性的失调影响了突变老鼠大脑中髓磷脂的形成和/或维持。

耶拉乔什乌拉等人（2022）分析了肌张力障碍相关 Thap1 F81L（609520.0002）突变的杂合敲入小鼠，发现 F81L 是一个亚等位基因。 F81L破坏Thap1转录活性，电镜分析显示F81L导致小鼠中枢神经系统髓鞘形成低下。从机制上讲，F81L 不会破坏 Thap1 DNA 在目标位点的结合，但它反而损害了 Thap1 组装其转录伴侣 Yy1（600013）以形成活性转录复合物的能力。

程等人（2022）发现 Thap1 缺失的纯合大鼠会出现胚胎致死现象。 Thap1+/-大鼠纹状体中的Thap1蛋白水平降低，这导致与肌张力障碍表型相关的基因失调。 Thap1 +/- 大鼠没有自发的异常运动行为，但它们表现出行为异常和多巴胺能功能障碍，可能是由于 Sp1 和 Sp4 的细胞类型依赖性表达变化所致（600540）。

▼ 等位基因变异体（9 个精选示例）：

.0001 DYSTONIA 6，扭转
THAP1、5-BP INS/3-BP DEL、NT134

Fuchs 等人在患有扭转肌张力障碍 6（DYT6; 602629）的 4 个阿米什门诺派家族的受影响成员中（2009）在 THAP1 基因的外显子 2 中鉴定出杂合的 5 bp 插入（134insGGGTT），随后是 3 bp 缺失（137delAAC）。该突变导致残基 44 处发生移码，并导致残基 73 处过早终止。单倍型分析与创始人效应一致。在 280 个阿米什门诺派对照染色体中未发现该突变。

.0002 DYSTONIA 6，扭转
THAP1、PHE81LEU

Fuchs 等人在患有扭转肌张力障碍 6（DYT6; 602629）的德国家庭中受影响的成员中（2009）在 THAP1 基因的外显子 2 中发现了一个杂合的 241T-C 转换，导致 THAP1 蛋白的高度保守且功能显着的 AVPTIF 基序发生 phe81 到 leu（F81L）的取代。在 514 个对照染色体中未发现该突变。体外功能表达研究表明，F81L 突变蛋白与靶标 DNA 的结合亲和力降低，导致 DNA 结合丧失和下游靶标的转录失调。

.0003 DYSTONIA 6，扭转
THAP1，1-BP DEL，460C

Bressman 等人在 DYT6（602629）的第 2 代家庭的受影响成员中（2009）在 THAP1 基因中发现了一个杂合的 1-bp 缺失（460delC），导致移码和提前终止。预计该突变会使 DNA 结合结构域保持完整，但会破坏核定位信号。在 554 个对照染色体中未发现该突变。

.0004 DYSTONIA 6，扭转
THAP1，LYS89ARG

Bressman 等人在 DYT6（602629）的第 3 代家庭的受影响成员中（2009）鉴定了 THAP1 基因中的杂合 266A-G 转换，导致 DNA 结合结构域的保守区域发生 lys89 到 arg（K89R）的取代。在 554 个对照染色体中未发现该突变。

.0005 DYSTONIA 6，扭转
THAP1、2-BP DEL、388TC

Djarmati 等人在一名患有 DYT6（602629）的 35 岁德国男子中（2009）在 THAP1 基因的外显子 3 中发现了一个杂合 2-bp 缺失（388delTC），导致移码、提前终止和核定位信号消除。他在 9 岁时出现发声困难，随后出现写作肌张力障碍，进一步延髓受累和张颌肌张力障碍，并普遍影响四肢、颈部和躯干。在 280 个不相关的德国对照组中没有发现这种突变。

.0006 DYSTONIA 6，扭转
THAP1，1-BP DEL，474A

Djarmati 等人在一名患有 DYT6（602629）的 68 岁德国男子中（2009）在 THAP1 基因的外显子 3 中发现了杂合 1-bp 缺失（474delA），导致移码和过早终止。他首先患上作家肌张力障碍，随后在 10 岁时患上喉肌张力障碍。他的四肢和颈部也出现轻度至中度受累。一对兄弟和女儿也携带这种突变，在检查中出现了非常微妙的肌张力障碍迹象。在 280 个不相关的德国对照组中没有发现这种突变。

.0007 DYSTONIA 6，扭转
THAP1、GLY9CYS

在 2 名患有 DYT6 的同胞中（602629），Xiao 等人（2010）在 THAP1 基因的外显子 1 中发现了杂合 25G-T 颠换，导致高度保守的 THAP 结构域中出现 gly9 至 cys（G9C）取代。先证者是一名 61 岁女性，她在 6 岁时出现书写困难，成年后出现颈部和张颌咀嚼肌张力障碍。

.0008 DYSTONIA 6，扭转
THAP1、LYS24GLU

Lohmann 等人在一名患有 DYT6（602629）的 32 岁女性中（2012）鉴定了 THAP1 基因中的杂合 70A-G 转换，导致 DNA 结合域中的 lys24-to-glu（K24E）取代。使用荧光素酶测定的体外功能表达研究表明，与对照相比，突变蛋白的活性高出 60%。该患者在 8 岁时出现颈部肌张力障碍，随后出现全身肌张力障碍。言语受到轻微影响。

.0009 DYSTONIA 6，扭转
THAP1、HIS23PRO

Lohmann 等人在一名患有 DYT6（602629）的 33 岁男性中（2012）在 THAP1 基因中发现了一个杂合的 68A-C 颠换，导致 DNA 结合域中发生 his23-to-pro（H23P）取代。使用荧光素酶测定的体外功能表达研究表明，与对照相比，突变蛋白的活性提高了 20%。患者9岁时出现手臂肌张力障碍；讲话没有受到影响。