CUBILIN; CUBN

内在因子-钴胺素受体； IFCR

HGNC 批准的基因符号：CUBN

细胞遗传学位置：10p13 基因组坐标（GRCh38）：10:16,823,966-17,129,811（来自 NCBI）

▼ 说明

Cubilin 是内因子（IF; 609342）-维生素 B12 内吞作用的肠道受体，也是上皮 apoA-I/HDL（参见 107680）代谢中的受体（Kozyraki 等人总结，1998）。

▼ 克隆与表达

通过配体亲和纯化的人 cubilin 的表面等离子共振分析，Kozyraki 等人（1998）证明了胃内因子（IF）-钴胺素具有高亲和力的钙和钴胺素（维生素 B12）依赖性结合。人类受体的完整 cDNA 克隆显示出 3,598 个氨基酸的外周膜蛋白，与大鼠 cubilin 具有 69% 的同一性。受体的氨基末端测序表明，cDNA 序列编码前体蛋白，该前体蛋白由于在反式高尔基体蛋白酶弗林蛋白酶的识别位点（arg-7/glu-8/lys-9/arg-10）处裂解而经历蛋白水解加工（136950）。

▼ 测绘

Kozyraki 等人利用荧光原位杂交、辐射杂交作图和 YAC 克隆筛选（1998）将人类 cubilin 基因定位在染色体 10 短臂上的标记 D10S1661 和 WI-5445 之间。该区域位于包含导致巨幼细胞贫血 1（MGA1; 261100）的基因的 6-cM 区域内。所有这些都被认为是间接证据，表明 cubilin 的合成、加工或配体结合受损是伊默斯伦-格拉斯贝克病（MGA1）的分子基础。

▼ 基因功能

对啮齿类动物的研究表明，肠内 460-kD 的蛋白质（Birn 等人，1997 年；Seetharam 等人，1997 年）可促进与 IF 复合的钴胺素的摄取，称为 cubilin（Moestrup 等人，1998 年）。 Cubilin 建议通过巨蛋白（LRP2；600073）进行转移，巨蛋白是一种在相同组织中表达的 600 kD 内吞受体，介导许多配体的摄取，包括转钴胺素-钴胺素复合物。与巨蛋白一样，与肠道相比，cubilin 在肾近曲小管中的表达显着更高，并且由于 IF 仅以微量存在于非胃肠组织中，cubilin 也可能具有多配体特性。 Cubilin 结合受体相关蛋白（RAP; 104225），这是一种 40-kD 内质网蛋白，还以高亲和力与多配体巨受体（例如巨蛋白）b 伸蛋白 g 与低密度脂蛋白受体（LDLR; 606945）蛋白结合家庭。 RAP 可能在受体折叠过程中充当伴侣。莫埃斯特鲁普等人（1998）确定了大鼠 cubilin 的一级结构，并表明几乎整个序列由 8 个表皮生长因子（EGF）重复序列组成，随后是一大群 27 个 CUB 结构域，这导致了受体的命名（CUB 这个名称由 Bork 和 Beckmann（1993）提出，是补体亚成分 C1r/C1s（613785; 120580）、Uegf 和骨形态发生蛋白-1（BMP1; 112264）的缩写。）

尽管 cubilin 是内因子维生素 B12 内吞作用的肠道受体，但一些证据，包括在肾脏和卵黄囊中的高表达，表明它可能具有其他功能。 Kozyraki 等人使用 cubilin 亲和色谱法（1999）分离出载脂蛋白 A-I（APOA1; 107680），它是高密度脂蛋白（HDL）的主要蛋白。他们证明了 APOA1 和 HDL 与 cubilin 具有高亲和力结合，并且表达 cubilin 的卵黄囊细胞显示出碘标记 HDL 的有效内吞作用，这种作用可以被针对 APOA1 和 cubilin 的 IgG 抗体抑制。在一些已知的功能性 cubilin 缺乏症（Imerslund-Grasbeck 综合征）病例中，尿 APOA1 缺失进一步强调了 cubilin-APOA1 相互作用的生理相关性。因此，cubilin是上皮APOA1/HDL代谢中的受体。

巨蛋白结合大量结构上不相关的配体，并且辅助受体可以通过隔离并将其货物呈递给巨蛋白来赋予配体特异性。例如，IF-B12 复合物通过串联受体介导的机制在肠道中被吸收；该复合物首先与受体cubilin结合，可能通过两亲性螺旋锚定在质膜的外叶上，然后通过巨蛋白介导cubilin及其货物的内吞作用。在 Imerslund-Grasbeck 病患者中观察到的维生素 B12 缺乏症强调了肠道 cubilin 的关键作用，其特征是 cubilin 有缺陷，无法结合 IF-B12。这些患者除了巨幼细胞性贫血外，还存在低分子量（LMW）蛋白尿，表明肾近曲小管中与巨蛋白共表达的 cubilin 功能障碍（Nykjaer 等人总结，2001）。

尼克贾尔等人（2001）确定 cubilin 是通过肾脏中巨蛋白介导的内吞作用回收 25（OH）D3-DBP 复合物的内吞途径中的重要辅助受体。他们发现，缺乏cubilin或抑制其功能会显着降低细胞对类固醇载体复合物的摄取，而缺乏功能性cubilin的动物或患者的特点是维生素D代谢异常。他们发现患者的调节类固醇激素代谢的内吞途径发生突变。

Cubilin 识别内因子（IF）-钴胺素和各种其他蛋白质，分别在肠道和肾脏中被内吞。菲夫等人（2004）表明，cubilin 和 amnionless（AMN；605799）共定位于极化上皮细胞的内吞装置中，并在 IF-钴胺素亲和和非变性凝胶过滤层析过程中作为紧密复合物共纯化。在表达 AMN 或截短的 IF-钴胺素结合 cubilin 构建体的转染细胞中，单独的蛋白质均不赋予配体内吞作用。其他研究表明，cubilin 和 AMN 是新型 cubilin/AMN（cubam）复合物的子单元，其中 AMN 与 cubilin 的 N 末端三分之一结合，并指导 cubilin 及其配体的亚细胞定位和内吞作用。菲夫等人（2004）得出结论，影响这 2 种蛋白质中任何一个的突变可能会消除 cubam 复合物的功能并导致 Imerslund-Grasbeck 综合征。

▼ 生化特征

晶体结构

安徒生等人（2010）展示了胃内因子（IF; 609342）-钴胺素和 CUBN-IF-钴胺素结合区域之间复合物的晶体结构，分辨率为 3.3 埃。该结构深入了解了几个 CUB（补体 C1r/C1s、Uegf、Bmp1）结构域如何共同充当模块化配体结合区域，以及 2 个相距较远的 CUB 结构域如何通过以钙依赖性方式结合 2 个 IF 结构域来拥抱钴胺素分子。这种双点模型为钴胺素如何间接诱导配体-受体偶联提供了可能的解释。最后，钙结合 CUB 结构域和 LDLR-A 型模块的比较表明，碱性配体精氨酸/赖氨酸残基与钙配位酸性天冬氨酸/谷氨酸的静电配对是钙依赖性配体-受体相互作用的共同主题。

▼ 分子遗传学

伊默斯伦-格拉斯贝克综合征 1

Aminoff 等人在 17 个患有 Imerslund-Grasbeck 综合征 - 1（IGS1; 261100）的芬兰家庭中的 15 个受影响的成员中（1999）鉴定了 CUBN 基因中的纯合错义突变（P1297L; 602997.0001）。通过连锁分析和候选基因测序相结合发现的突变与家族中的疾病分离。 316 名芬兰对照者中有 1 名存在该病毒，该人群的携带率为 0.3%。患者尿液样本的蛋白质印迹分析显示突变蛋白的正常表达；没有进行额外的功能研究。研究结果与创始人效应一致。另一个患有该疾病的芬兰家庭的受影响成员是剪接位点突变的纯合子（602997.0002）；对患者尿液样本的蛋白质印迹分析未检测到任何 CUBN 蛋白，这与功能丧失一致。

尼克贾尔等人（2001）发现一名 CUBN 基因剪接位点突变纯合的 IGS1 患者（602997.0002）显示尿液中维生素 D 结合蛋白（VDBP; 139200）和 25（OH）D3 丢失。另一方面，具有错义突变 P1297L（602997.0001）的患者正常重吸收 VDBP，表明 25（OH）D3-DBP 的结合位点与 IF-B12 的结合位点不同。

Storm 等人在一名 IGS1 患者中（2011）鉴定了 CUBN 基因剪接位点突变的纯合性（602997.0003）。该患者对 cubilin 没有表现出免疫原性反应，并且在肾活检标本中发现其受体伴侣 AMN 的细胞质、囊泡分布异常，表明 AMN 依赖于 cubilin 在人近曲小管中的正确定位。

慢性良性蛋白尿

Bedin 等人在 39 名慢性良性蛋白尿患者（PROCHOB; 618884）中进行了研究（2020）鉴定了 CUBN 基因中的 30 多个新变体（参见，例如 602997.0007-602997.0010）。这些变异是通过下一代测序发现的，并通过桑格测序证实的，在可获得亲本 DNA 的家族中与表型分离。所有变体在公共参考数据库（例如 gnomAD）和内部基因组数据库中的频率都很低（低于 0.1%）。几乎所有变体都会影响 CUB8 结构域（残基 1487-3618）之后的残基或导致蛋白质过早终止，这与 IGS1 相关的突变相反，后者发生在 CUB8 结构域（残基 66-1390）之前。在 PROCHOB 患者中发现的 CUB8 之前的唯一 2 个 CUBN 变体（T55M 和 W1158X）是反式的，其变体影响 CUB8 结构域之后的残基。研究结果表明，孤立性良性蛋白尿与 C 端 CUBN 变异之间存在特定关联。没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究，但结构模型预测突变会对 cubilin 功能产生不同的有害影响，包括蛋白质折叠或结构异常、不稳定性或干扰配体结合。作者还提出了一些证据，表明 CUBN 基因的 C 端变异也可能与普通人群中的蛋白尿和肾小球滤过率（GFR）略有增加有关。

▼ 基因型/表型相关性

斯托姆等人（2013）报道了来自 2 个无关家庭的 3 名 IGS1 患者。家族5是突尼斯近亲血缘家族，CUBN基因有纯合G1112E突变（602997.0005），家族6是非近亲芬兰家族，有纯合创始人芬兰突变（P1297L；602997.0001）。临床细节有限，但所有患者均患有与内因子无关的巨幼细胞贫血。然而，只有突尼斯患者出现LMW蛋白尿，且cubulin配体的排泄显着增加，包括转铁蛋白（TF；190000）、载脂蛋白A-I（APOA1；107680）、白蛋白（ALB；103600）、VDBP（139200）和A1M（176870）。转染 CHO 细胞的体外功能表达研究表明，CUB6 结构域中的 G1112E 突变导致细胞表面缺乏 CUBN 表达。相反，CUB8 结构域中的 P1297L 突变预计不会影响 CUBN 细胞表面表达（Kristiansen 等，2000）。斯托姆等人（2013）得出结论，不同的突变可能对CUBN受体功能产生不同的功能影响，从而导致表型差异。

钱西奥等人（2019）报道了 4 名同胞，其父母均具有德系犹太人血统，其 IGS1 是由 CUBN 基因中的纯合移码突变引起的（c.2614delGA；602997.0006）。此外，所有患者都严重缺乏维生素 D，需要补充。钱西奥等人（2019）得出结论，CUBN 无效突变可能会影响 VDBP 蛋白的吸收，导致维生素 D 缺乏；这表明可能存在基因型/表型相关性。没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究。

贝丁等人（2020）发现在 CUB8 结构域之后发生的 CUBN 基因 C 端突变与孤立性慢性良性蛋白尿（PROCHOB; 618884）相关，但不伴有巨幼细胞贫血或维生素 B12 缺乏。鉴定出的突变影响了 CUBN 蛋白中维生素 B12 结合结构域之后的残基，从而使该功能保持完整。

▼ 动物模型

据报道，混种狗表现出常染色体隐性遗传的cubilin表达异常（Fyfe等人，1991；Xu等人，1999）。在这些狗中，Nykjaer 等人（2001）表明，与伊默斯伦-格拉斯贝克病患者相似，存在维生素 D 代谢紊乱以及严重的维生素 B12 缺乏。

▼ 历史

巨幼细胞性贫血和神经系统紊乱是辅酶维生素 B12（氰钴胺）缺乏的常见症状。维生素及其修饰形式的细胞摄取取决于与载体蛋白、胃中产生的内因子（IF；609342）以及循环系统和各种组织液中存在的转钴胺素的结合。已知遗传性钴胺素缺乏症与 IF 质量异常（参见 261000）、转钴胺素合成减少（275350）以及导致 IF-钴胺素摄取减少和无法吸收钴胺素的肠上皮缺陷有关（Imerslund -格拉斯贝克病）。连锁研究表明，Imerslund-Grasbeck 病-1 是由指定为 MGA1（巨幼细胞贫血-1）的区域突变引起的，该区域位于标记 D10S548 和 D10S466 之间的 10p 上。该缺陷被认为与钴胺素上皮异常易位有关，可能是由于受体功能/表达下降所致。

▼ 等位基因变异体（10 个精选示例）：

.0001 艾默斯伦-格拉贝克综合征 1
CUBN，PRO1297LEU

Aminoff 等人在 17 个患有 Imerslund-Grasbeck 综合征 - 1（IGS1; 261100）的芬兰家庭中的 15 个受影响的成员中（1999）鉴定了 CUBN 基因中的纯合 c.3916C-T 转变，导致 pro1297 到 leu（P1297L）的取代。通过连锁分析和候选基因测序相结合发现的突变与家族中的疾病分离。 316 名芬兰对照者中有 1 名存在该病毒，该人群的携带率为 0.3%。患者尿液样本的蛋白质印迹分析显示突变蛋白的正常表达；没有进行额外的功能研究。研究结果与创始人效应一致。

Kristiansen 等人通过定点诱变、哺乳动物表达以及对 cubilin IF-钴胺素结合区（氨基酸 928-1386）的纯化野生型和芬兰突变体形式进行功能比较（2000）研究了 P1297L 突变的功能含义。他们发现该突变损害了 cubilin 对内因子-维生素 B12 复合物的识别。

Storm 等人在一名患有 IGS1 但仅有微量蛋白尿的芬兰患者（家族 6）中（2013）在 CUBN 基因的外显子 27 中发现了纯合 c.3890C-T 转换，导致 CUB8 结构域中的 P1297L 替换。相反，CUB8 域中的 P1297L 突变预计不会影响 CUBN 细胞表面表达（Kristiansen 等，2000）。

.0002 IMERSLUND-GRASBECK 综合征 1
CUBN，c.3300-439C-G

Aminoff 等人在患有 Imerslund-Grasbeck 综合征 1（IGS1; 261100）的芬兰家庭成员中进行了研究（1999）发现了 CUBN 基因中的内含子 C-G 颠换。该突变中断了 CUB 结构域 6，预计会导致剪接位点改变和异常截短蛋白质的产生。在 302 个对照芬兰染色体中未发现该变异。对患者尿液样本的蛋白质印迹分析未检测到任何 CUBN 蛋白，这与功能丧失一致。坦纳等人（2004）澄清了这种突变，它是 CUBN 基因内含子 23 中的 c.3300-439C-G 颠换，导致复杂的异常剪接和移码。

.0003 IMERSLUND-GRASBECK 综合征 1
CUBN、IVS23DS、G-T、+1

Storm 等人在患有 Imerslund-Grasbeck 综合征 1（IGS1; 261100）的患者中（2011）在 CUBN 基因外显子 23 的保守供体剪接位点鉴定出纯合的 G 到 T 颠换。患者的肾活检标本显示对 cubilin 没有免疫反应，这与功能丧失效应一致。 amnionless（AMN; 605799）的细胞质囊泡分布也存在异常，表明 amnionless 依赖于 cubilin 在人类近曲小管中的正确定位。

.0004 IMERSLUND-GRASBECK 综合征 1
CUBN、PRO337LEU

Hauck 等人对一名 15 岁德国女孩进行了研究，该女孩的父母无关，患有 Imerslund-Grasbeck 综合征 1（IGS1; 261100）（2008）在 CUBN 基因中发现了一个杂合的 c.1010C-T 转变，导致从她未受影响的父亲那里继承了 pro337 到 leu（P337L）的替换。另一个等位基因携带杂合大缺失，涵盖整个 CUBN 基因以及基因边界上下游约 150 kb。尽管无法获得母亲的 DNA，但该缺失可能是从母亲那里继承的。未进行变体的功能研究和患者细胞中的变体研究。

.0005 艾默斯伦德-格拉贝克综合征 1
CUBN、GLY1112GLU

Storm 等人在 2 名近亲结婚的突尼斯患者中发现了 Imerslund-Grasbeck 综合征 1（IGS1; 261100）（2013）在 CUBN 基因的外显子 24 中鉴定出纯合 c.3335G-A 转换（c.3335G-A，NM_001082.3），导致 CUB6 结构域中的 gly1112 到 glu（G1112E）取代。转染 CHO 细胞的体外功能表达研究表明，G1112E 突变导致细胞表面缺乏 CUBN 表达。除了巨幼细胞性贫血外，患者还存在明显的蛋白尿。

.0006 艾默斯伦德-格拉斯贝克综合症 1
CUBN、2-BP DEL、2614GA

Ciancio 等人在 4 名同胞中，由德系犹太人背景的无关父母所生，患有 Imerslund-Grasbeck 综合征 1（IGS1; 261100）（2019）在 CUBN 基因中发现了一个纯合 2-bp 缺失（c.2614_2615delGA, NM_001081.3），导致移码和提前终止（Asp872LeufsTer3）。预计该突变会导致无义介导的 mRNA 衰减和 CUBN 蛋白的完全丢失。此外，所有患者都严重缺乏维生素 D，需要补充。钱西奥等人（2019）得出结论，CUBN 无效突变可能会影响 VDBP 蛋白的吸收，导致维生素 D 缺乏；这表明可能存在基因型/表型相关性。没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究。作者表示，这种突变是德系犹太人群体中的创始人突变。

.0007 蛋白尿，慢性良性
CUBN，TYR3018SER（rs370778353）

Bedin 等人在 5 名患有慢性良性蛋白尿（PROCHOB；618884）的法国患者中，包括 3 名同胞（家族 7）（2020）鉴定了 CUBN 基因外显子 57 中的纯合 c.9053A-C 颠换，导致 tyr3018 至 Ser（Y3018S）替换。这些家族被确定为家族 7、8 和 26。另外三名患者（家族 19、20 和 32）为 Y3018S 复合杂合子和剪接位点（家族 19 中的 c.5549-2A-C）或无义突变。患者 20 在外显子 24 中发生 c.3473G-A 转变，导致另一个等位基因上的 trp1158-to-ter（W1158X; 602997.0008）替换，而患者 32 在外显子 67 中发生 c.10852C-T 转变，导致另一个等位基因上的 arg3618-to-ter（R3618X; 602997.0009）替换。这些突变是通过下一代测序发现的，并通过桑格测序证实的，在有父母 DNA 的家庭中与疾病分离。这些变体要么在 gnomAD 等数据库中不存在，要么仅在杂合状态下以非常低的频率存在。没有进行变异的功能研究和患者细胞的研究。

.0008 蛋白尿，慢性良性
CUBN，TRP1158TER

用于讨论 CUBN 基因外显子 24 中的 c.3473G-A 转变，导致 trp1158 至 ter（W1158X）取代，该取代在慢性良性蛋白尿患者的复合杂合状态中发现（PROCHOB; 618884）贝丁等人（2020），参见 602997.0007。

.0009 蛋白尿，慢性良性
CUBN，ARG3618TER

讨论 CUBN 基因外显子 67 中的 c.10852C-T 转变，导致 arg3618 到 ter（R3618X）取代，这种取代在慢性良性蛋白尿患者的复合杂合状态中被发现（PROCHOB; 618884）贝丁等人（2020），参见 602997.0007。

.0010 蛋白尿，慢性良性
CUBN，PRO2822LEU（rs776663892）

在患有慢性良性蛋白尿（PROCHOB; 618884）的患者（家族 11）中，Bedin 等人（2020）在 CUBN 基因的外显子 54 中发现了纯合 c.8465C-T 转变，导致 pro2822 到 leu（P2822L）的取代。该突变是通过下一代测序发现并通过桑格测序确认的，并根据公共数据库进行了筛选。父母 DNA 无法用于分离研究。没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究。