QKI、KH 含 RNA 结合蛋白结构域； QKI

颤抖, 小鼠, 同源
QK1
QK

HGNC 批准的基因符号：QKI

细胞遗传学位置：6q26 基因组坐标（GRCh38）：6:163,414,718-163,578,592（来自 NCBI）

▼ 说明

QKI 属于 RNA 结合蛋白家族，该家族在称为 GSG 结构域的 200 个氨基酸区域中嵌入 HNRNPK（600712）同源（KH）结构域。该家族的其他成员包括 SAM68（KHDRBS1；602489）和 SF1（601516）（Chen 和 Richard，1998）。 QKI 蛋白调节 RNA 剪接、目标 RNA 从细胞核的输出、蛋白质的转录和 RNA 稳定性（Lauriat et al., 2008）。

▼ 克隆与表达

埃伯索尔等人（1996）确定了几种 splice 变异体 Qki，可以根据大小分为 2 类。小鼠大脑中较长的 mRNA（7、6 和 5 kb）丰富，而较短的 mRNA（1.5 至 1.9 kb）较少。较长的变体编码包含 N 端富含脯氨酸结构域的推导蛋白，随后是 2 个 RG 框、第二个富含脯氨酸的区域、中央 GSG/STAR 结构域、第三个富含脯氨酸的结构域以及替代 C- 之前的 5 个酪氨酸。终端结束。 GSG 结构域由一个 KH 结构域组成，两侧是进化保守的振动（QUA）结构域 1 和 2。Qki 还具有分散在整个序列中的 7 个 SH3 结合位点。 Qki 表达在 16 日龄小鼠大脑中达到峰值。在新生儿睾丸中也检测到剪接变异。正常老鼠大脑的原位杂交显示小脑髓鞘中存在 Qki 转录本。埃伯索尔等人（1996）在人类、啮齿动物、鸡和青蛙中鉴定了多个 QKI 转录本。

通过 Northern blot 分析，Hardy 等人（1996）发现 5-、6-和 7-kb Qki mRNA（他们分别命名为 Qki-5、Qki-6 和 Qki-7）在发育中和成年小鼠大脑中的表达存在差异。 Qki-5 水平在产后第二周后急剧下降，而 Qki-6 和 Qki-7 水平此后略有下降。免疫组织化学分析检测到中枢和周围神经系统的髓鞘细胞以及星形胶质细胞中的所有 3 种蛋白质。然而，同工型显示出不同的细胞内分布，Qki-6 和 Qki-7 位于核周细胞质，而 Qki-5 仅限于细胞核。

诺沃罗斯克等人（2002）发现 Qki 在小鼠卵黄囊内胚层中表达，邻近正在发育的血岛。

Lauriat 等人使用定量 RT-PCR（2008）发现 QKI-5 在不同年龄组的人类前额皮质（PFC）和海马中的表达没有显着差异。然而，QKI-5 是唯一在胎儿 PFC 中高水平表达的 QKI 变体。 PFC中QKI-6的表达随年龄呈线性增加，在1至2个月和1至2岁之间显着增加。在人类海马体中，QKI-6 表达在 1 至 2 岁时增加，在儿童期保持较高水平，并在成年期下降。随着年龄的增长，QKI-7a 在 PFC 中的表达量总体呈线性增加趋势，但在 1 至 2 岁时出现峰值。由于个体之间的差异较大，PFC 中的 QKI-7b 表达不会随年龄发生显着变化，但有随年龄增加的趋势。在海马体中，QKI-7a和QKI-7b在成年期表现出表达下降的趋势，与QKI-6类似，但个体之间存在更大的变异性。劳里亚特等人（2008）指出，在髓鞘形成活跃期间，PFC 中 QKI-6 和 QKI-7 的表达增加。

Radomska 等人通过对人星形胶质细胞原代培养物中表达的 mRNA 进行测序，（2013）鉴定了 QKI5、QKI6、QKI7、QKI7b 以及他们称为 QKI6b 的新变体。 QKI6b 与其他 QKI 变体的 3 素 UTR 不同，编码与 QKI6 编码的蛋白质相同的蛋白质。 QKI6 和 QKI6b 是在人星形胶质细胞中检测到的最丰富的 QKI 转录本，而 QKI5 是最丰富的。使用同种型特异性抗体进行的免疫组织化学分析显示，QKI6 和 QKI7 均匀分布在整个细胞核、细胞体和突起中，而 QKI5 定位于细胞核并被排除在核仁之外。蛋白质印迹分析检测到 QKI6 的表观分子质量为 38 kD。 QKI5和QKI7的表观分子质量均为约40 kD。

莱尼尼等人（2017）鉴定了一个环状 QKI 转录本，该转录本在人类和小鼠成肌细胞分化为肌管后上调。环状 QKI 主要在分级细胞的细胞质中检测到。

▼ 基因结构

贝克克斯等人（2010）指出QKI基因包含8个外显子。

▼ 测绘

贝克克斯等人（2010）指出 QKI 基因对应到染色体 6q26。

老鼠 Qki 基因对应到染色体 17（Ebersole et al., 1996）。

▼ 基因功能

Chen 和 Richard（1998）表明，小鼠 Qk1 蛋白在体内同二聚化，并且他们确定 GSG 结构域介导二聚化和 RNA 结合。自缔合是由 QUA1 的一个区域介导的，该区域预计会形成卷曲的线圈。

拉罗克等人（2002）发现小鼠 Qk1 蛋白与 Mbp（159430）的 3 素 UTR 中的一个短元件结合。 Qk1 的核和细胞质异构体之间的平衡控制 Mbp mRNA 的核输出以及 17-和 21.5-kD Mbp 异构体的细胞定位。在培养的啮齿动物少突胶质细胞中过度表达 Qki-5 重现了在 qk（v）小鼠中观察到的 Mbp 缺陷，并且 Mbp 保留在细胞核中。拉罗克等人（2002）得出结论，QKI 蛋白在髓鞘形成中发挥作用。

在对 55 个对照人脑的 mRNA 分析中，Aberg 等人（2006）发现 QKI mRNA 水平占 6 个少突胶质细胞相关基因 PLP1（300401）、MAG（159460）、MBP、TF（190000）、SOX10（602229）和 CDKN1B mRNA 水平协调变异的 47%（600778）。计算机分析确定了除 TF 之外的所有基因中潜在的 QKI 结合位点。剪接变体 QKI-7 相对表达的变化解释了 3 个高度共表达基因 MAG、PLP1 和 TF 中大部分额外 mRNA 变异的原因。对 55 个精神分裂症患者大脑（参见 181500）的分析显示，与对照大脑相比，MAG、PLP1 和 TF 的表达显着降低，这与 QKI-7 水平降低相关。阿伯格等人（2006）得出结论，QKI 是人脑少突胶质细胞分化和成熟的调节因子，并表明 QKI 的剪接变体可能在精神分裂症的髓磷脂和少突胶质细胞功能障碍中发挥作用。

Lim 等人使用酵母 2-杂交筛选、转染 HEK293 细胞的亲和纯化分析以及生物信息学分析（2006）开发了涉及 23 种遗传性共济失调的 54 种人类蛋白质的相互作用网络。通过数据库分析，他们扩展了核心网络，以包含更远相关的相互作用蛋白质，这些蛋白质可以充当遗传修饰剂。 RBPMS（601558）是网络中的主要枢纽，与许多蛋白质相互作用，包括小脑共济失调相关蛋白 ATN1（607462）和 QK1。

Chen 等人使用大鼠细胞系和来自新生大鼠大脑的原代混合神经胶质培养物（2007）表明Qk1对于少突神经胶质祖细胞分化是必要且充分的。 Qk1 亚型 5、6 和 7 促进少突胶质细胞分化的能力不同，这取决于 Qk1 的 RNA 结合能力。 RNA 干扰介导的 Qk1 敲低消除了分化，而不影响增殖能力或细胞周期进程。

Lauriat 等人使用定性 RT-PCR（2008）检查了从胎儿到成年（直至 46 岁）人类前额皮质和海马中推定的 QKI 靶标 mRNA 的表达，包括 MAGI1（602625）、BCAS1（602968）、CDKN1B、PLP1 和 MAG。大多数推定的 QKI 靶标 mRNA 在前额皮质中随着年龄的增长而表达增加。然而，几乎没有证据表明海马体中这些 mRNA 的发育调节。

Radomska 等人使用小干扰 RNA（2013）发现培养的人星形胶质细胞中 QKI7 的敲低会降低星形胶质细胞分化标记物 GFAP（137780）的表达，但不会降低细胞活力。星形胶质细胞中表达的主要 GFAP 变体 GFAP-α 下调程度最高。拉多姆斯卡等人（2013）在 GFAP-α 转录本的 3-prime UTR 中鉴定出一个核心 QKI 调控元件（QRE）和一个潜在的上游半位点。 QRE，但不是半位点，在小鼠 Gfap 中被保守。将星形胶质细胞暴露于抗精神病药物氟哌啶醇会特异性增加 QKI7 和 GFAP 转录物的表达。

▼ 细胞遗传学

贝克克斯等人（2010）报道了一名患有边缘性精神发育迟滞和畸形特征的女性，她的 QKI 基因发生了从头相互平衡易位 t（5;6）（q23.1;q26）破坏。 5q断点发生在基因荒漠中。 RNA 研究显示 QKI 表达减少 50%，与单倍体不足相一致。她出生时就出现肌张力低下、颈部短、生殖器发育不全、大阴唇发育不全、面部畸形，包括内眦赘皮、眼睑裂窄、鼻梁宽、鼻子小、鼻尖圆、嘴角下垂、人中长、眼角小等。突出的杯状耳朵。她就读于特殊教育学校。 23岁时的评估显示相对小头畸形、小下颌后缩、小嘴、高腭弓、近视和鼻音。她还患有乳头凹陷和月经不调的症状。不存在癫痫发作和大脑异常。

贝克克斯等人（2010）对 18 名报告染色体 6qter 缺失的患者和 2 名报告间质 6qter 缺失的患者进行了文献综述。所有缺失均包括 QKI 基因。他们指出，虽然缺失大小改变了常见的可识别的智力障碍表型，但肌张力低下、癫痫发作、大脑异常和特定的畸形面部特征可以被提炼为染色体 6qter 缺失综合征。

▼ 动物模型

小鼠颤动基因的隐性突变会影响髓鞘形成和胚胎发生，并可能导致胚胎死亡。自发的隐性颤抖突变 qk（v）会导致存活的小鼠髓磷脂严重缺乏，导致出生后第 10 天出现快速震颤。Ebersole 等人通过 Northern blot 分析（1996）在 qk（v）小鼠的大脑中检测到截断的 Qki 信息。

哈迪等人（1996）发现 qk（v）小鼠的髓磷脂形成细胞中不存在 Qki-6 和 Qki-7。仅来自严重受影响的 qk（v）脑区的少突胶质细胞中不存在 Qki-5。

吴等人（2002）在 qk（v）小鼠中发现了几个髓磷脂基因的选择性剪接失调。

卢等人（2003）提出的证据表明，qk（v）突变会影响髓鞘细胞中 Qki 表达所需的增强子，但不会影响其他组织。

Chen 和 Richard（1998）确定 Qk1 QUA1 区域内的点突变导致小鼠胚胎死亡。该突变消除了 Qk1 自缔合，但对 RNA 结合活性没有影响。在小鼠成纤维细胞系中，野生型 Qk1 或缺乏自缔合但无 RNA 结合缺陷的致死突变体 Qk1 的表达诱导细胞凋亡而死亡。致命的 Qk1 突变体在诱导细胞凋亡方面更有效。

诺沃罗斯克等人（2002）发现 Qki 中存在致命点突变的胚胎小鼠在妊娠中期具有卵黄囊血管重塑缺陷和胚胎本身血管异常，这与胚胎死亡同时发生。

诺沃罗斯克等人（2005）分离出 qk（e5），一个 N-乙基-N-亚硝基脲诱导的小鼠 Qki 的可行等位基因。与 qk（v）/qk（v）小鼠不同，qk（e5）/qk（e5）小鼠具有早发性癫痫发作、严重共济失调和显着缩短的寿命。与野生型和 qk（v）/qk（v）大脑相比，qk（e5）/qk（e5）大脑的超微结构分析显示严重的髓鞘形成障碍。年轻成年 qk（e5）/qk（e5）小鼠表现出表明神经变性的浦肯野细胞轴突肿胀，这在年轻成年 qk（v）/qk（v）小鼠中未见。 qk（e5）等位基因的分子缺陷并不明显，但蛋白质表达研究表明 qk（e5）/qk（e5）出生后少突胶质细胞缺乏 Qki-6 和 Qki-7，并且 Qki-5 水平降低。 qk（e5）/qk（e5）出生后大脑中存在多种少突胶质细胞发育标志物，但 Cnp（123830）和 Mbp 水平显着降低。诺沃罗斯克等人（2005）指出，qk（v）是一个大缺失，除了 Qki 之外，还会影响 Pacrg（608427）和 Parkin（PARK2; 602544）的表达，使其神经病理学的解释变得复杂。因此，他们认为 qk（e5）可能有助于研究发育中的中枢神经系统中的 QKI 调节及其在髓鞘形成中的作用。

威尔逊等人（2010）指出，qk（v）表型，包括中枢神经系统髓鞘形成障碍和雄性不育，分别是由于 Qk 表达减少和 Pacrg 表达完全缺乏所致。由于 Pacrg 是精子鞭毛（一种特殊类型的活动纤毛）正确发育所必需的，Wilson 等人（2010）分析了 qk（v）突变小鼠，以寻找纤毛功能障碍的证据。组织学和磁共振成像分析表明，qk（v）突变小鼠受到获得性交通性脑积水（HC）的影响。基因丝微管结构和纤毛细胞密度正常，纤毛长度与野生型同窝仔鼠相似。与野生型同窝对照小鼠相比，qk（v）突变小鼠的室管膜纤毛搏动频率和纤毛介导的血流减少。 Pacrg 的转基因表达对于纠正这种缺陷并挽救 qk（v）突变体中的 HC 表型是必要且充分的。威尔逊等人（2010）得出结论，Pacrg 是运动纤毛功能所必需的，并且可能参与人类纤毛病的发病机制，例如 HC、弱精子症和原发性纤毛运动障碍。