闭合蛋白; OCLN

HGNC 批准的基因符号：OCLN

细胞遗传学位置：5q13.2 基因组坐标（GRCh38）：5:69,492,547-69,558,104（来自 NCBI）

▼ 说明

闭合蛋白是一种位于紧密连接处的整合膜蛋白（Ando-Akatsuka 等，1996）。它是含有高度保守的 Marvel 结构域的蛋白质家族的成员，该结构域包含 4 个跨膜螺旋区域。 Marvel 结构域在参与上皮膜并置的蛋白质中具有重要的功能（Sanchez-Pulido 等人的评论，2002）。

▼ 克隆与表达

Ando-Akatsuka 等人通过使用基于人 NAIP 基因（600355） 附近的鸡封闭蛋白样序列的寡核苷酸生成的 PCR 产物筛选人肠细胞系 cDNA 文库（1996） 克隆了编码 OCLN 的 cDNA。预测的 522 个氨基酸蛋白在其 N 端一半有 4 个跨膜结构域。第一个细胞外环含有 63% 的酪氨酸或甘氨酸残基，可能参与紧密的细胞间偶联。 C 端 150 个氨基酸可能与 TJP1（601009） 相互作用，包含预测的 α 螺旋卷曲螺旋结构。对人肠上皮细胞系进行免疫荧光分析，特别在紧密连接处检测到 OCLN。

Mankertz 等人通过对人 HT-29/B6 肠细胞、胎盘和结肠 RNA 进行 RT-PCR（2002） 获得了与 Ando-Akatsuka 等人报道的相同的全长闭合蛋白克隆（1996），他们称之为 I 型，以及另外 3 个剪接变体，他们称之为 II、III 和 IV 型。相对于 I 型闭合蛋白，II 型、III 型和 IV 型闭合蛋白具有不同的框内缺失，II 型和 III 型闭合蛋白编码缺乏跨膜结构域的蛋白质 4。Mankertz 等人（2002） 还鉴定了包含替代非编码第一外显子（外显子 1A）的闭合蛋白转录本。转染的 HT-29/B6 细胞的共聚焦显微镜显示，荧光标记的 I 型和 IV 型闭合蛋白定位于质膜，在紧密连接处大量积累。相比之下，闭合蛋白II型和III型分布在细胞内区室中。

在野生型成年小鼠中，O'Driscoll 等人（2010） 在大脑皮层 2/3 层和小脑浦肯野细胞中发现了显着的闭合蛋白表达。

Du 等人使用免疫荧光分析（2010） 发现除了紧密连接之外，闭合蛋白还定位于迁移的 MCDK 犬肾细胞的前缘。

▼ 基因结构

曼克茨等人（2002） 确定 OCLN 基因包含 9 个外显子以及一个替代的第一个外显子，他们称之为外显子 1A。外显子 1 和 1A 是非编码的，与独特的启动子区域相关。外显子 1A 包含多种转录因子的潜在结合位点，包括 AP2（参见 107580）和 MYB（189990）以及 GC 框。

▼ 测绘

奥德里斯科尔等人（2010） 指出 OCLN 基因对应到染色体 5q13.2。

假基因

奥德里斯科尔等人（2010） 指出，全长 OCLN 基因有一个大约 1.5 Mb 外的假基因，其中包含 500 kb 反向复制内的 OCLN 外显子 6 至 9 的副本。

▼ 基因功能

Mankertz 等人使用报告基因分析（2002） 表明促炎细胞因子 TNF-α（TNF; 191160） 下调表达是由与闭合蛋白外显子 1A 相关的替代启动子介导的。

巴里奥斯-罗迪尔斯等人（2005） 开发了 LUMIER（基于发光的哺乳动物相互作用组图谱），这是一种自动化高通量技术，可系统地绘制哺乳动物细胞中的蛋白质-蛋白质相互作用网络，并将其应用于 TGF-β（参见 190180）途径。使用自组织图和 k 均值聚类进行分析，确定了 TGF-β 通路与 p21 激活激酶（PAK1；参见 602590）网络、极性复合物以及封闭蛋白之间的联系。巴里奥斯-罗迪尔斯等人（2005） 表明闭合蛋白调节 I 型 TGF-β 受体（190181） 定位，从而在上皮-间质转化过程中有效地依赖 TGF-β 溶解紧密连接。

Ploss 等人使用迭代 cDNA 文库筛选方法（2009）表明人封闭蛋白是一种重要的丙型肝炎病毒（HCV）细胞进入因子，能够使小鼠细胞被HCV糖蛋白感染。类似地，闭合蛋白对于人类细胞的HCV易感性是必需的，因为它在未感染细胞中的过度表达特异性地增强了HCV糖蛋白的摄取，而它在允许细胞中的沉默会损害HCV糖蛋白和细胞培养物中产生的HCV的感染。除了闭蛋白外，HCV 糖蛋白感染小鼠细胞还需要表达先前鉴定的 HCV 进入因子 CD81（186845）、B 类清道夫受体 I 型（SCARB1；601040） 和 Claudin-1（CLDN1；603718）。尽管 SCARB1 和 CLDN1 的小鼠版本在促进 HCV 进入方面的功能至少与人类蛋白一样，但 OCLN 和 CD81 都必须是人类来源的才能有效感染。 OCLN 的物种特异性决定簇被对应到其第二个细胞外环。普洛斯等人（2009） 的结论是，OCLN 作为新的 HCV 进入因子的鉴定进一步强调了紧密连接复合物在病毒进入过程中的重要性，并为开发 HCV 小动物模型的努力提供了重要的进展。

Du 等人利用 RNA 干扰（2010） 发现关闭蛋白的敲低损害了非典型 PKC（aPKC; 参见 176982）、Par3（PARD; 606745） 和 Patj（INADL; 603199） 在迁移 MDCK 细胞前缘的定位，并导致微管定向错误伤口修复期间的组织中心。免疫共沉淀分析表明，闭合蛋白与闭合蛋白/aPKC/Par2/Patj 复合物中的 aPKC 直接相互作用。关闭蛋白敲低还会损害 PI3 激酶（参见 601232）激活和 Rac1（602048） 依赖性片状伪足形成。磷酸化闭合蛋白直接与 PI3 激酶（PIK3R1; 171833） 的 p85-α 调节子单元相互作用。杜等人（2010） 得出结论，封闭蛋白参与细胞迁移，并具有将活性 PI3 激酶募集到前沿的功能，导致 RAC1 激活和板状伪足的形成。

▼ 分子遗传学

O'Driscoll 等人在来自 6 个患有伪 TORCH 综合征 1（PTORCH1; 251290） 家族的 9 名个体中（2010）鉴定了 OCLN 基因中的纯合或复合杂合突变（参见，例如，602876.0001-602876.0004）。微阵列分析发现，分别来自埃及和土耳其的两个不相关但有血缘关系的家庭的受影响个体中，外显子 3 和 4 内的拷贝数探针纯合缺失。受影响的个体患有先天性小头畸形、颅内钙化和严重发育迟缓。 6 个家族中有 5 个存在影响 Marvel 结构域的缺失或突变，表明这些突变导致蛋白质产物无法定位到细胞膜，从而无法定位到紧密连接。奥德里斯科尔等人（2010） 假设缺乏功能性关闭的患者血脑屏障（BBB） 可能受损，并且可能容易受到组织损伤。此外，该缺陷可能会中断细胞之间的信号传导。所有患者均未出现脑外异常，这表明其他组织存在冗余。研究结果表明，OCLN 基因突变可导致皮质发育畸形。

▼ 动物模型

齐藤等人（2000） 发现 Ocln 缺失的小鼠有明显的出生后生长迟缓。 Ocln 缺失的雄性与野生型雌性不产仔，而 Ocln 缺失的雌性在与野生型雄性交配时正常产仔，但不哺乳它们。紧密连接正常，肠上皮屏障功能正常。然而，在一些组织中发现了组织学异常，包括胃上皮的慢性炎症和增生、脑钙化、睾丸萎缩、唾液腺横纹管细胞的细胞质颗粒丢失以及致密骨变薄。这些表型表明封闭蛋白在紧密连接功能中发挥着复杂的作用。

Argaw 等人在患有实验性自身免疫性脑炎（EAE） 的小鼠中，这是一种中枢神经系统炎症性疾病的小鼠模型（2009） 观察到血脑屏障（BBB） 的广泛破坏与星形胶质细胞衍生的 Vegf（192240） 的上调以及微血管内皮细胞中 Cldn5（602101） 和闭合蛋白的表达降低有关。研究发现 VEGF 可特异性下调培养的人脑微血管内皮细胞中的 CLDN5 和 OCLN mRNA 和蛋白质。在小鼠大脑皮层中显微注射 VEGF 会破坏 Cldn5 和 Ocln 并导致屏障功能丧失。功能研究表明，重组 Cldn5 的表达可以保护脑微血管内皮细胞培养物免受 VEGF 诱导的通透性增加的影响，而在相同启动子下表达的重组 Ocln 则没有保护作用。研究结果表明 VEGF 介导的内皮 CLDN5 破坏是发炎中枢神经系统 BBB 破坏的重要机制。 OCLN 的作用意义尚不清楚。

▼ 等位基因变异体（4 个选定示例）：

.0001 伪火炬综合症 1
OCLN、22-BP DEL、NT171

O'Driscoll 等人在 2 名土耳其同胞中，由近亲父母出生，患有假 TORCH 综合征 1（PTORCH1; 251290）（2010） 在 OCLN 基因的外显子 3 中发现了纯合 22 bp 缺失（171_193del22），导致移码并删除了保守 Marvel 结构域的前 8 个氨基酸。布里格斯等人此前曾报道过这个家庭（2008）。在 220 个对照染色体中未发现该突变。

.0002 伪火炬综合症 1
OCLN，1-BP DUP，512A

O'Driscoll 等人在 2 位患有假 TORCH 综合征 1（PTORCH1; 251290） 的英国同胞中（2010） 鉴定了 OCLN 基因外显子 3 中 2 个突变的复合杂合性：1 bp 重复（512dupA），导致过早终止密码子和无义介导的衰变，以及 656T-C 转变，导致 phe219-第三和第四跨膜结构域之间的胞外环中的保守氨基酸被 to-ser（F219S; 602876.0003） 取代。在 220 个对照染色体中未发现这两种突变。

.0003 伪火炬综合症 1
OCLN、PHE219SER

O'Driscoll 等人讨论了 OCLN 基因中的 phe219-to-ser（F219S） 突变，该突变在伪 TORCH 综合征 1（PTORCH1; 251290） 患者的复合杂合状态下发现（2010），参见 602876.0002。

.0004 伪火炬综合症 1
OCLN、IVS5DS、G-A、+5

O'Driscoll 等人在沙特阿拉伯患有假 TORCH 综合征 1（PTORCH1; 251290） 的患者中（2010） 在 OCLN 基因内含子 5 的剪接供体位点中鉴定出纯合的 G 到 A 的转变，预计会导致严重的剪接突变和外显子跳跃。在 220 个对照染色体中未发现该突变。