囊泡相关膜蛋白 1; VAMP1

突触短病毒1；SYB1

HGNC 批准的基因符号：VAMP1

细胞遗传学位置：12p13.31 基因组坐标（GRCh38）：12:6,462,237-6,470,677（来自 NCBI）

▼ 说明

VAMP1 基因编码囊泡相关膜蛋白-1，也称为突触短蛋白-1，是一种小的整合膜蛋白，参与突触前神经末梢的突触囊泡周期，特别是胞吐作用。神经元 VAMP 通过其 C 末端结构域锚定在囊泡膜上（Bourassa 等人的总结，2012）。

另请参见 synaptobrevin-2（VAMP2；185881）。

▼ 克隆与表达

阿切尔等人（1990）分离并表征了含有编码突触短蛋白1和2的人类基因的粘粒克隆。它们的编码区高度同源，在相同位置被不同大小和序列的内含子打断。推导的 118 个氨基酸的 synaptobrevin-1 蛋白包含富含脯氨酸和甘氨酸的细胞质 N 端结构域，随后是高度保守的亲水区、跨膜结构域和 C 端囊泡内结构域。

Isenmann 等人通过筛选人脐静脉内皮细胞（HUVEC） cDNA 文库（1998）克隆了 VAMP1 剪接变体 VAMP1B，与之前描述的变体 VAMP1A 相比，它包含一个替代的外显子 5。与 VAMP1A 相比，VAMP1A 在跨膜结构域后仅具有单个 C 端囊泡内苏氨酸，推导的 116 个氨基酸 VAMP1B 亚型具有缩短的跨膜结构域，后跟 3 个带电的 C 端残基。PCR 分析检测到 VAMP1B 在各种人类细胞系中表达，但在人脑中未检测到。相比之下，VAMP1A 在大脑中检测到，但在细胞系中未检测到。免疫荧光分析显示，在转染的 HUVEC 的质膜和内体中存在表位标记的 VAMP1A，而 VAMP1B 与线粒体标记物共定位，并且在质膜或与囊泡相关的区域中未检测到。VAMP1B 缩短的跨膜结构域和 C 端带电残基是其靶向线粒体所必需的。

伯格伦德等人（1999）鉴定了 VAMP1 的 4 个附加剪接变体，他们将其命名为 VAMP1C 至 VAMP1F，它们的外显子 5 序列不同。VAMP1C、VAMP1D 和 VAMP1E 编码的蛋白质在跨膜区后具有独特的短 C 端序列，而 VAMP1F 具有 98 个残基的 C 端囊泡内延伸。RT-PCR 分析检测到所有检查的组织和细胞类型（脑、肾、嗜酸性粒细胞、中性粒细胞和外周血单核细胞）中 VAMP1A、VAMP1B、VAMP1C 和 VAMP1D 的可变表达。相比之下，VAMP1E仅在肾脏和外周血单核细胞中发现，VAMP1F仅在外周血单核细胞中发现。

Bourassa 等人，2012 年指出，VAMP1 基因有 3 个带注释的亚型：VAMP1A、VAMP1B 和 VAMP1D，仅最后一个外显子不同。VAMP1A主要在神经系统中表达；VAMP1B 具有广泛的组织表达，但不在人脑中表达；VAMP1D在大脑中不表达。

沉等人（2017）在人脊髓前灰柱和骨骼肌中发现 VAMP1 异构体 1A 和 1D 表达，但不表达异构体 C，这表明这些异构体在运动神经末梢表达。

▼ 基因结构

编码突触短蛋白 1 和 2 的基因有 5 个外显子，其边界对应于蛋白质结构域的边界（Archer 等，1990）。外显子 1 包含部分起始甲硫氨酸密码子，而外显子 2 编码可变和免疫原性 N 末端结构域。第三外显子包含高度保守的中心结构域，外显子4编码大部分跨膜区，外显子5包含跨膜区的最后残基和小泡内C末端。

伯格伦德等人（1999）发现 VAMP1 外显子 4 的基因组区域 3-prime 发生复杂剪接，产生 6 个独特的外显子 5 序列，从而产生 6 个 VAMP1 剪接变体。

▼ 测绘

通过对啮齿动物-人类体细胞杂交体的 Southern 分析，Archer 等人（1990）将 SYB1 基因分配给染色体 12p；通过分析中国仓鼠体细胞杂交体的 DNA，他们将 Syb1 基因定位到小鼠染色体 6。

Gross（2014）根据 VAMP1 序列（GenBank BC023286）与基因组序列（GRCh38）的比对，将 VAMP1 基因对应到染色体 12p13.31。

▼ 基因功能

神经元胞吐作用由钙触发，需要 3 种 SNARE 蛋白：突触小泡上的突触短蛋白和质膜上的突触蛋白（例如 186590）和 SNAP25（600322）。神经元 SNARE 蛋白形成平行的 4 螺旋束，被认为可以驱动相对膜的融合。胡等人（2002）证明，虽然靶膜中的突触蛋白和 SNAP25 可自由用于 SNARE 复合物的形成，但突触小泡上突触短蛋白的可用性非常有限。微摩尔浓度的钙会触发 SNARE 复合物的形成以及突触小泡和重建靶膜之间的融合。尽管钙确实促进相对膜之间 SNARE 蛋白的相互作用，但它不会通过从突触小泡限制中释放突触短蛋白来发挥作用。胡等人（2002）得出的结论是，他们的数据表明了一种机制，其中钙触发的膜并置使突触蛋白和 SNAP25 能够与突触短蛋白结合，从而导致膜融合。

塔克等人（2004）研究了突触结合蛋白 1（SYT1; 185605）对神经元 SNARE 蛋白 SNAP25、突触融合蛋白和突触短蛋白介导的膜融合的影响，这些蛋白被重构为囊泡。在钙存在的情况下，当突触短蛋白密度与天然突触小泡中发现的密度相似时，SYT1 的细胞质结构域会强烈刺激膜融合。SYT1 刺激的融合的钙依赖性通过囊泡脂质成分的变化和模拟肉毒杆菌神经毒素 A 裂解 SNAP25 的截断来调节。通过破坏钙结合活性或通过切断串联来消除融合的刺激SYT1 的 C2 结构域。因此，SYT1 和 SNARE 可能代表钙触发胞吐作用的最小蛋白质补充。

Sakaba 等人利用大鼠 Held 突触前末端的大花萼（2005）证明梭菌神经毒素对不同 SNARE 蛋白的裂解引起神经递质释放的明显动力学变化。当使用笼状钙直接提高突触前末端的钙离子浓度时，肉毒杆菌毒素 A 裂解 SNAP25 导致钙释放敏感性大幅降低，而使用肉毒杆菌毒素 C1 裂解突触蛋白和使用破伤风毒素裂解突触短蛋白，则产生钙释放敏感性显着降低。全部或全部阻断而不改变剩余囊泡的动力学。当钙通过通道流入刺激释放时，肉毒杆菌毒素 C1 和破伤风毒素之间出现了差异，这表明突触短蛋白的裂解改变了通道和具有释放能力的囊泡之间的耦合。

▼ 分子遗传学

常染色体显性痉挛性共济失调 1

Bourassa 等人在来自纽芬兰的 4 个患有常染色体显性痉挛性共济失调 1（SPAX1; 108600）的大型多代家庭的多个受影响成员中，以及来自安大略省的 3 个患有类似疾病的孤立病例中，（2012）发现了 VAMP1 基因的杂合突变（185880.0001）。该突变是通过对染色体 12p13 上候选疾病基因座内的基因进行测序发现的，与该家族中的疾病分离。布拉萨等人（2012）得出结论，该突变导致大脑中 VAMP1 单倍体不足。

基于在常染色体隐性遗传性突触前先天性肌无力综合征 25（CMS25; 618323）患者中发现纯合性功能丧失 VAMP1 突变，这些患者遗传了未受影响的杂合子携带者的突变，Monies 等人（2017）表明显性负效应而非单倍体不足可能是 SPAX1 的潜在机制。

突触前先天性肌无力综合征 25

Shen 等人在一名患有突触前先天性肌无力综合征 25（CMS25; 618323）的巴西女孩中，由近亲未受影响的父母所生（2017）在 VAMP1 基因中发现了一个纯合 1-bp 缺失（c.340delA; 185880.0002），预计会导致移码和蛋白质延伸：亚型 A 的 Ile114SerfsTer72 和亚型 D 的 Ser114ValfsTer34。发现的突变通过全外显子组测序并通过桑格测序证实，与家族中的疾病分离。HEK293 细胞中突变的表达表明，它导致突变 A 同工型（正常值的 15%）和突变 D 同工型（正常值的 65%）水平降低。与对照相比，将突变型 VAMP1 亚型转染至嗜铬细胞中，导致去极化诱发的含儿茶酚胺囊泡的胞吐作用显着降低（2% 至 12%）。这些发现与功能丧失一致。

Salpietro 等人在来自 2 个不相关的近亲家庭的 4 名 CMS25 患者中（2017）鉴定了 VAMP1 基因的纯合突变（185880.0003 和 185880.0004）。这些突变是通过全外显子组或全基因组测序发现的，与家族中的疾病分开。

Monies 等人在 2 名不相关的沙特患者（16W-0091 和 16W-0082）中患有 CMDS25（2017）鉴定了 VAMPS1 基因的纯合突变（185880.0005 和 185880.0006）。这些突变是通过全外显子组测序发现的，并通过桑格测序证实，与家族中的疾病分开；未受影响的父母是突变的杂合携带者。没有进行变异的功能研究和患者细胞的研究，但预计两者都会导致功能丧失。这些患者是由 1,000 个疑似孟德尔疾病的沙特家庭组成的大型队列中的一部分，他们接受了全外显子组测序。

▼ 动物模型

“致命消瘦”（lew）小鼠是一种自发的常染色体隐性突变体，表现为一种神经表型，其特征是普遍缺乏运动、消瘦和 15 天龄时断奶前死亡。通过定位克隆，Nystuen 等人（2007）确定 lew 表型是由 Vamp1 基因编码区的 190G-T 颠换引起的，预计会导致近一半蛋白质的截短。Western blot 分析显示突变小鼠中未检测到 Vamp1 蛋白。作者指出，该表型比 Vamp2（185881）缺失小鼠的表型要温和，后者在出生时就会死亡。Nystuen 等人通过对正常小鼠的免疫研究（2007）表明 Vamp1 主要在某些神经组织中表达，包括视网膜以及间脑和中脑区域，如未定带（丘脑下）和喙周橄榄区。研究结果表明，Vamp1 在中枢神经系统组织的一部分中发挥着至关重要的作用。

萨尔皮特罗等人（2017）发现 Vamp1 缺失的 lew 小鼠的神经肌肉突触明显小于对照组。电生理学研究表明，突变小鼠的终板电位严重降低，低频重复刺激（10 Hz）引起突触促进，表明存在突触前缺陷。

▼ 等位基因变异体（6 个精选示例）：

.0001 痉挛性共济失调 1，常染色体显性
VAMP1，IVS4AS，TG，+2

Bourassa 等人在来自纽芬兰的 4 个患有常染色体显性痉挛性共济失调 1（SPAX1; 108600）的大型多代家庭的多个受影响成员中，以及来自安大略省的 3 个患有类似疾病的孤立病例中，（2012）在 VAMP1 基因中发现了杂合的 T 到 G 颠换。Meijer 等人报告了其中三个家庭（2002）。该突变是通过对染色体 12p13 上候选疾病基因座内的基因进行测序发现的，与家族中的疾病分离，并且在 708 个内部对照外显子组中的 dbSNP、1000 基因组计划或外显子组变异服务器数据库中不存在该突变或来自纽芬兰的 169 控制。同工型 VAMP1A 和 VAMP1B 的突变为内含子 4 中的 c.340+2T-G，导致剪接位点突变和提前终止，而同工型 VAMP1D 的突变为 c.342T-G，导致 Ser114 变为 arg（S114R）替代。考虑到 VAMP1 同工型的结构及其组织特异性表达，Bourassa 等人（2012）得出的结论是，该突变导致选择性剪接，并在神经元中产生异常的非活性异构体，从而导致大脑中 VAMP1 的单倍体不足。这将导致神经递质胞吐作用和神经系统症状减少。然而，没有来自患者的活检或尸检组织。

.0002 先天性肌无力综合症，25，突触前
VAMP1，1-BP DEL，340A

Shen 等人在一名患有突触前先天性肌无力综合征 25（CMS25; 618323）的巴西女孩中，由近亲未受影响的父母所生（2017）在 VAMP1 基因中发现了一个纯合 1-bp 缺失（c.340delA），预计会导致蛋白质移码和延伸：亚型 A 的 Ile114SerfsTer72（c.340delA, NM_014231.4）和亚型 D 的 Ser114ValfsTer34（c.340delA，NM_199245.2）。该突变是通过全外显子组测序发现并经桑格测序证实的，与家族中的疾病分离。它曾在 ExAC 数据库中以杂合状态被发现（11,574 个拉丁裔等位基因中就有 1 个）。HEK293 细胞中突变的表达表明，它导致突变 A 同工型（正常值的 15%）和突变 D 同工型（正常值的 65%）水平降低。与对照相比，将突变型 VAMP1 亚型转染至嗜铬细胞中，导致去极化诱发的含儿茶酚胺囊泡的胞吐作用显着降低（2% 至 12%）。这些发现与功能丧失一致。

.0003 先天性肌无力综合征，25，突触前
VAMP1，14-BP DEL，NT51

Salpietro 等人在 2 名同胞中，由近亲科威特父母所生（家庭 1），患有突触前先天性肌无力综合征 25（CMS25；618323）（2017）在 VAMP1 基因中发现了一个纯合 14 bp 缺失（c.51_64del, NM_014231），预计会导致移码和提前终止（Gly18TrpfsTer5）。该突变是通过全外显子组测序发现并经桑格测序证实的，与家族中的疾病分离。ExAC 数据库中未发现该变体。对患者细胞的分析显示突变 cDNA 轻微减少，表明可能是无义介导的 mRNA 衰减。

.0004 先天性肌无力综合症，25，突触前
VAMP1，ARG49PRO

Salpietro 等人在 2 名同胞中，由近亲以色列父母（家庭 2）出生，患有突触前先天性肌无力综合征 25（CMS25；618323）（2017）在 VAMP1 基因中发现了纯合 c.146G-C 颠换（c.146G-C, NM_014232），导致该蛋白活性结构域中的保守残基处由 arg49 取代为 pro（R49P）。通过全基因组测序发现的这种突变与该家族中的疾病分离。该变体曾在 ExAC 数据库中以杂合状态被发现。没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究。

.0005 肌无力综合症，先天性，25，突触前
VAMP1，IVS2DS，GA，+1

Monies 等人在患有突触前先天性肌无力综合征 25（CMS25; 618323）的沙特患者（16W-0091）中（2017）鉴定了 VAMP1 基因（c.129+1G-A, NM_014231）中的纯合 G 到 A 转变，预计会导致剪接位点改变。该突变是通过全外显子组测序发现并经桑格测序证实的，与家族中的疾病分离；未受影响的父母是该突变的杂合子。没有进行变异的功能研究和患者细胞的研究，但预计会导致功能丧失。

.0006 先天性肌无力综合症，25，突触前
VAMP1，2-BP DEL，NT128

Monies 等人在患有突触前先天性肌无力综合征 25（CMS25; 618323）的沙特患者（16W-0082）中（2017）在 VAMP1 基因的外显子 2 中发现了纯合 2-bp 缺失（c.128_129del, NM_001297438），预计会导致移码和提前终止（Glu43fs）。该突变是通过全外显子组测序发现并经桑格测序证实的，与家族中的疾病分离；未受影响的父母是该突变的杂合子。没有进行变异的功能研究和患者细胞的研究，但预计会导致功能丧失。