ADVILLIN; AVIL

HGNC 批准的基因符号：AVIL

细胞遗传学位置：12q14.1 基因组坐标（GRCh38）：12:57,797,380-57,818,734（来自 NCBI）

▼ 说明

Advillin 属于肌动蛋白调节蛋白的凝溶胶蛋白（GSN; 137350）/villin（VIL; 193040）家族（Marks et al., 1998）。

▼ 克隆与表达

Marks 等人通过在 EST 数据库中搜索小鼠 advillin 的直系同源物，然后对子宫 RNA 和 5-prime RACE 进行 RT-PCR（1998）克隆人阿德维林。推导的小鼠蛋白质和人类蛋白质均含有819个氨基酸，并且它们具有89%的同一性。 Advillin 具有 6 个结构域结构，类似于凝溶胶蛋白/绒毛蛋白家族成员，并且与绒毛蛋白一样，它也具有 C 末端头（cHP）结构域。 Northern印迹分析检测到人advillin在小肠和结肠内膜中表达最高，在胸腺、前列腺、睾丸和子宫中表达较弱。在脑和肺中未检测到表达。 advillin在小鼠体内的表达有所不同，在子宫和睾丸中表达最高，在脑中表达较弱但可检测到。成年小鼠的原位杂交显示，Advillin 在子宫内膜、肠绒毛、三叉神经节以及舌头表面可能代表味蕾的结构中表达。小鼠胚胎的原位杂交显示，胚胎第 14.5 天时在背根和三叉神经节中表达，胚胎第 16.5 天时在皮质下脑中表达。

Tumer 等人使用实时 RT-PCR（2002）在成人小肠中检测到非常高的 AVIL 表达，但在胎儿肠中几乎没有表达。在所有其他检查的成体组织中均检测到低 AVIL 表达。

使用原位杂交，长谷川等人（2007）发现小鼠 advillin 在颅面和背根神经节感觉神经元以及中脑三叉神经元和后脑三叉运动神经元中表达。

▼ 基因功能

Kim 等人在功能基因组筛选中使用 RNA 干扰来识别参与纤毛发生控制的人类基因（2010）鉴定了 2 种凝溶胶蛋白家族蛋白 GSN 和 AVIL，它们通过切断肌动蛋白丝来调节细胞骨架肌动蛋白组织。 2 个孤立的 siRNA 消耗 GSN 蛋白显着减少了纤毛细胞数量，表明肌动蛋白丝断裂参与了纤毛发生。相比之下，肌动蛋白相关蛋白 ACTR3（604222）是 ARP2/3 复合物的主要成分，是丝状分支上肌动蛋白聚合成核所必需的，沉默肌动蛋白相关蛋白 ACTR3（604222）会导致纤毛长度显着增加，并促进纤毛发生，与血清无关。饥饿。金等人（2010）的结论是，他们的观察表明分支肌动蛋白网络形成在纤毛发生中具有抑制作用。

在人肾足细胞中，Rao 等人（2017）发现 AVIL 存在于富含 F-肌动蛋白的细胞外周，产生板状伪足和粘着斑。 AVIL 与 PLCE1（608414）以及肌动蛋白相关蛋白 ARP2（604221）和 ARP3（604222）共定位并相互作用，这些蛋白在动态肌动蛋白组装中发挥作用，尤其是在板状伪足中。

▼ 生化特征

Piana 等人使用计算分析（2008）预测了人类绒毛蛋白和阿绒蛋白 cHP 结构域及其 pro62-to-ala（P62A）突变体的蛋白质折叠。他们发现这两种蛋白的折叠稳定性不同，并且P62A突变对villin的折叠有显着影响，但对advillin的影响很小，尽管这2种蛋白具有相似的序列和相同的折叠。作者通过核磁共振和圆二色光谱验证了这些预测。

▼ 基因结构

图默等人（2002）确定 AVIL 基因包含 19 个编码外显子，跨度为 18.2 kb。它有2个转录起始位点。

▼ 测绘

使用 FISH，Tumer 等人（2002）将 AVIL 基因对应到染色体 12q14。

通过基因组序列分析，长谷川等人（2007）将小鼠 Avil 基因对应到染色体 10 的一个区域，该区域与人类染色体 12 具有同源性。

▼ 分子遗传学

Rao 等人在 3 名无关的 21 型肾病综合征（NPHS21; 618594）患者中（2017）鉴定了 AVIL 基因的纯合或复合杂合突变（613397.0001-613397.0004）。第一个家庭是一个土耳其近亲家庭，通过纯合性作图和全外显子组测序的结合发现了突变，并与该家庭中的疾病进行了分离。通过对大约 800 名患有类似疾病的个体进行下一代 AVIL 基因靶向测序，发现另外 2 名患者存在突变。转染其中 3 种突变的人足细胞的体外功能表达研究表明，所有 AVIL 突变体都会损害肌动蛋白调节功能，不同程度地影响肌动蛋白捆绑和切断、与 PLCE1 和 ARP2/3 的正确相互作用以及足细胞迁移。 shRNA介导的AVIL敲低的足细胞并未表现出足细胞形态的显着变化，但肌动蛋白应激纤维的形成减少，PLCE1募集到ARP3丰富区域失败，下游二酰基甘油（DAG）信号传导水平降低和足细胞迁移率受损。这些缺陷可以通过野生型 AVIL 来修复，但不能通过突变的表达来修复。总体而言，这些研究描绘了足细胞迁移的调节涉及 EGF 信号传导、AVIL 招募 PLCE1、PLCE1 生成 DAG、AVIL 肌动蛋白捆绑以及 ARP2/3 复合物组装形成足细胞板状伪足的途径。 CRISPR 介导的斑马鱼 avil 敲低不会导致幼虫水肿，但作者指出，基于吗啉代的敲低研究可能更准确。

▼ 动物模型

长谷川等人（2007）开发了一系列表达人胎盘碱性磷酸酶编码区（PLAP 或 ALPP；171800）的小鼠，其可用作轴突示踪剂，代替 Advillin 编码区。杂合 Avil-PLAP 小鼠的发育、形态和行为表现正常。纯合子小鼠的获得率约为预期频率的一半，表明胚胎致死率。然而，幸存的纯合子表现正常，并显示出正常的轴突生长和投射模式。进一步的检查表明，Advillin 敲除可减少体外轴突的生长，并改变新生儿胡须损伤后中央三叉神经轴突神经支配的重塑。纯合 Avil-PLAP 小鼠的外周病变后，中央轴突也显得更稳定且可塑性更低。长谷川等人（2007）假设纯合子 Avil-PLAP 小鼠的胚胎致死可能是由于胎盘缺陷造成的，因为 Advillin 功能似乎对于体感神经元的发育来说是可有可无的。

▼ 等位基因变异体（4 个选定示例）：

.0001 肾病综合征，21 型
AVIL，LEU425MET

Rao 等人发现，一名土耳其近亲父母（A2438 家族）出生的女孩患有 21 型肾病综合征（NPHS21；618594）（2017）在 AVIL 基因的外显子 12 中鉴定出纯合的 c.1273C-A 颠换（c.1273C-A，NM_006576.3），导致高度保守的残基处由 leu425 替换为 met（L425M）。该突变是通过纯合性作图和全外显子组测序相结合发现的，与该家族中的疾病分离。该患者的一位已故姐姐也受到影响。一名无关的土耳其血统患者（A2647 家族）的 L425M 变异和外显子 12 中的 c.1337G-A 转变为复合杂合子，导致 arg446 至 hiss（R446H; 613397.0004）取代。这两种变体在 ExAC 数据库中均以较低频率被发现，但并非纯合状态。 L425M 取代位于参与肌动蛋白结合的 β 片层和长 α 螺旋之间的 GH4 结构域内，分子模型预测了破坏性效应。转染该突变的足细胞的体外功能表达研究表明，它损害了 AVIL 的肌动蛋白调节功能。

.0002 肾病综合征，21 型
艾维尔，ARG135GLN

在一名患有 21 型肾病综合征（NPHS21; 618954）的男孩（A913 家族）中，Rao 等人（2017）鉴定了 AVIL 基因中的复合杂合突变：外显子 4 中的 c.404G-A 转换（c.404G-A, NM_006576.3），导致保守残基处的 arg135 至 gln（R135Q）取代，以及外显子 16 中的 1-bp 重复（c.1964dupT; 613397.0003），导致移码和提前终止（Phe656ValfsTer7）。通过二代测序发现这些突变，并确认为反式；家庭成员无法参加隔离研究。这两种变体在 ExAC 数据库中均以较低频率被发现，但并非处于纯合状态。 R135Q 取代位于参与肌动蛋白结合的 β 片层和长 α 螺旋之间的 GH2 结构域内，分子模型预测了破坏性效应。体外研究表明，截短突变体构建体（Phe656ValfsTer7）未能与足细胞中的 F-肌动蛋白一起定位，并对 AVIL 的其他肌动蛋白调节功能产生不利影响。

.0003 肾病综合征，21 型
阿维尔，1-BP DUP，1964T

讨论 AVIL 基因外显子 16 中的 1-bp 重复（c.1964dupT, NM_006576.3），导致移码和提前终止（Phe656ValfsTer7），该重复在肾病综合征型患者的复合杂合状态中发现Rao 等人的 21（NPHS21; 618594）（2017），参见 613397.0002。

.0004 肾病综合征，21 型
艾维尔，ARG446HIS

讨论 AVIL 基因外显子 12 中的 c.1337G-A 转换（c.1337G-A，NM_006576.3），导致 arg446-to-his（R446H）取代，该取代在复合杂合状态中发现Rao 等人的 21 型肾病综合征（NPHS21; 618594）患者（2017），参见 613397.0001。