Torsin A 相互作用蛋白 1； TOR1AIP1

核纤层蛋白相关蛋白 1；LAP1
LAP1B

HGNC 批准的基因符号：TOR1AIP1

细胞遗传学位置：1q25.2 基因组坐标（GRCh38）：1:179,882,285-179,920,076（来自 NCBI）

▼ 说明

TOR1AIP1 基因编码位于内核膜的 2 型整合膜蛋白，该蛋白与 A 型和 B 型核纤层蛋白结合，并参与 Torsin A ATP 酶（TOR1A; 605204） 的调节（Kayman-Kurekci 等人总结） .，2014）。

▼ 克隆与表达

通过在数据库中搜索与大鼠 Lap1 相似的序列，然后对 HeLa 细胞 cDNA 文库进行 PCR，Kondo 等人（2002） 克隆了人类 TOR1AIP1，由于其与大鼠 Lap1 同工型 B 相似，他们将其命名为 LAP1B。推导的 584 个氨基酸蛋白质的计算分子量为 66.3 kD。预计 LAP1B 具有 N 端核质结构域、跨膜结构域和位于内核膜和外核膜之间的 C 端管腔结构域。荧光标记的 LAP1B 定位于转染的 HEK293 细胞的核边缘。

Goodchild 和 Dauer（2005） 使用 RT-PCR 发现 Lap1 在所有检查的老鼠组织中都有不同的表达。

申等人（2017） 指出 LAP1 基因产生 3 个剪接变体。LAP1 基因产物是与核纤层相关的内核膜的跨膜蛋白。Shin 等人使用免疫印迹分析（2017） 表明 Lap1 同工型在小鼠骨骼肌发育过程中存在差异表达。

▼ 测绘

通过基因组序列分析，Goodchild 和 Dauer（2005） 将 TOR1AIP1 基因定位到染色体 1q24，与 TOR1AIP2 基因相邻。这些基因似乎是由基因复制事件产生的。

▼ 基因功能

Kondo 等人使用突变分析和荧光显微镜（2002） 发现 LAP1B 核质结构域的 C 末端一半和 LAP1B 的跨膜区域是 LAP1B 定位在转染细胞核边缘所必需的。

Goodchild 和 Dauer（2005） 发现，在转染的幼仓鼠肾（BHK） 细胞中，storsin-1A（TOR1A; 605204） 与 Lap1 和 Lull1（TOR1AIP2; 614513） 相互作用。ATP酶死亡的torsin-1A突变体和谷氨酸缺失的torsin-1A（605204.0001）与早发性扭转肌张力障碍（DYT1; 128100）相关，显示出与Lap1和Lull1的相互作用增强。突变分析表明，Lap1 或 Lull1 的 C 端管腔结构域是与 torsin-1A 相互作用所必需的。Torsin-1A 通常主要定位于内质网，但在 BHK 细胞中，torsin-1A 与 Lap1 的相互作用将 torsin-1A 募集至核膜。ATP酶死亡的torsin-1A和谷氨酸缺失的torsin-1A增强了Lap1的招募。

通过质谱分析，Shin 等人（2013） 发现表位标记的人 LAP1 与转染的 HEK293 细胞中的 emerin（EMD; 300384） 和核纤层蛋白 A（LMNA; 150330） 相互作用。免疫共沉淀分析证实了内源性 LAP1 和 emerin 的相互作用。结构域图谱显示 emerin 和 LAP1 通过其核质结构域相互作用。使用敲除小鼠成纤维细胞表明，Lap1 的缺失使 emerin 错误定位到核膜上的不同病灶，而 emerin 的缺失对 Lap1 在核膜中的定位几乎没有影响。申等人（2013） 得出结论，LAP1 有助于 emerin 在内核膜中的固定。

▼ 分子遗传学

Kayman-Kurekci 等人在一个土耳其近亲大家族的 3 名成员中发现，该家族患有伴有脊柱僵硬和远端关节挛缩的常染色体隐性肌病（MRRSDC；617072）（2014） 鉴定了 TOR1AIP1 基因中的纯合截短突变（614512.0001）。通过纯合性作图和候选基因测序发现的突变与该家族中的疾病分离。这些发现与b伸蛋白g对一组核包膜病的紊乱是一致的。

关联待确认

有关 TOR1AIP1 基因变异与儿童早期严重全身性肌张力障碍之间可能关联的讨论，请参阅 614512.0002。

▼ 动物模型

Shin 等人使用蛋白质印迹分析（2013） 证实与人类相比，小鼠骨骼肌中 emerin 的表达减少。相反，LAP1在小鼠横纹肌中的表达显着高于人类横纹肌。申等人（2013） 指出，小鼠 Lap1 缺失会导致围产期死亡。他们发现，横纹肌中条件性缺失 Lap1 的小鼠在出生时与对照组没有什么区别，但它们的几个肌肉群出现了进行性肌病，导致过早死亡。Lap1突变小鼠还表现出肌纤维中异常的emerin定位。从肝脏条件性删除 Lap1 不会导致明显的表型。小鼠（Emd -/y 小鼠）单独失去 emerin 不会影响寿命或引起任何明显的表型，但与肌肉特异性 Lap1 敲除相结合时会加剧肌病。与对照组相比，缺乏横纹肌 Lap1 或 Lap1 和 emerin 的小鼠左心室缩短分数也显着降低。申等人（2013） 得出结论，LAP1 和 emerin 在骨骼肌维护中在物理和功能上相互作用，但这些蛋白质对人类和小鼠肌病的贡献存在显着差异。

通过分析条件性 Lap1 敲除的纯合小鼠，Shin 等人（2017） 表明 Lap1 对于早期胚胎肌发生（包括肌肉祖细胞规范、确定和分化）不是必需的，但它是胚胎晚期或出生后骨骼肌生长所必需的。对 Lap1 -/- 小鼠原代成肌细胞的体外分析表明，Lap1 对于生肌调节因子的正常表达和终末分化是必需的。在胚胎第 8.5 天（E8.5）从肌肉祖细胞中剔除 Lap1 的条件性基因敲除小鼠以预期的孟德尔比率出生，但它们表现出生长迟缓并过早死亡，表明 E8 之后的 Lap1 对于胚胎发育不是必需的，而是产后早期发育所需的。Lap1 是胚胎晚期肌纤维成熟或出生后肥大肌肉生长所必需的。因此，早期胚胎肌发生过程中 Lap1 的缺失导致肌肉质量减少和肌纤维营养不良，从而导致新生儿死亡。此外，骨骼肌纤维营养不良，其细胞核形态异常，核周间隙比正常肌核更宽。骨骼肌中的卫星细胞比正常情况下少，并且这些细胞有证据表明突变小鼠的生肌潜力降低。此外，在突变小鼠的骨骼肌中观察到出生后肥大生长所需的信号通路异常。

▼ 等位基因变异体（2 个选定示例）：

.0001 肌病，常染色体隐性遗传，伴有脊柱强直和远端关节挛缩（1 个家族）
TOR1AIP2，1-BP DEL，186G

Kayman-Kurekci 等人在一个土耳其近亲大家族的 3 名成员中发现，该家族患有伴有脊柱僵硬和远端关节挛缩的常染色体隐性肌病（MRRSDC；617072）（2014） 在 TOR1AIP2 基因的外显子 1 中发现了纯合 1-bp 缺失（c.186delG, NM_015602.3），导致移码和提前终止（Glu62fsTer25）。预计该突变会导致无义介导的 mRNA 衰减和蛋白质完全丧失。该突变是通过纯合性作图和候选基因测序发现的，与该家族中的疾病分离，并且在公共 SNP 数据库或 154 个土耳其对照中未发现。与对照组相比，1 名患者的骨骼肌样本中 TOR1AIP1 mRNA 减少了 5 倍。蛋白质印迹分析显示，与对照相比，不存在野生型 66.3-kD TOR1AIP1 蛋白，但 50-kD 蛋白的量有所增加。与对照相比，LULL1（TOR1AIP2；​​614513）的表达也有所增加。骨骼肌活检显示营养不良的变化和 LAP1B 免疫染色的大量丧失，尽管肌内膜区域似乎存在 LAP1B，这可能代表 50-kD 亚型。电子显微镜研究显示核碎裂和变形、染色质团块形成以及核质渗漏到肌浆室中导致的裸露染色质（Kayman-Kurekci 等人（2014） 在一封信中更正了其原始文章中图 3（C） 中的图例，指出是退化的细胞核而不是裸露的染色质。）

.0002 意义未知的变体
TOR1AIP1、GLU482ALA

该变异被归类为意义不明的变异，因为其对儿童早期严重全身性肌张力障碍的影响尚未得到证实。

Dorboz 等人发现，一名摩洛哥近亲出生的男孩患有快速进展的严重和全身性肌张力障碍和心肌病，导致 17 岁时死亡（2014） 鉴定了 TOR1AIP1 基因中的纯合 c.1448A-C 颠换（c.1448A-C，NM_015602），导致管腔结构域中高度保守的残基处发生 glu482-to-ala（E482A） 取代，这相互作用该变异是通过纯合性作图和全外显子组测序相结合发现的，并根据 dbSNP（版本 132）和 1000 基因组计划数据库进行过滤。该变异与家族中的疾病分离，并且在外显子组变异服务器数据库或 100 个匹配的对照中未发现。与对照组相比，患者成纤维细胞的蛋白质印迹分析显示 LAP1 异构体显着减少，核膜中 LAP1 蛋白的免疫染色也减少。此外，一些区域显示出 LAP1 蛋白的积累，表明定位错误。电子显微镜研究没有显示核膜发生变化。患者在 3 岁时出现快速进行性全身性肌张力障碍，导致无法行走、无法充分吞咽，并引起剧烈疼痛。智力正常。6岁时的肌肉活检未见异常，血清乳酸正常。包括左旋多巴在内的多种药物均无效，但他对大麻衍生的纳比西莫治疗表现出显着且持续的反应。他在 14 岁时患上扩张型心肌病，并于 17 岁时死亡。在死亡之前，连续脑部影像学显示进行性小脑萎缩，基底神经节神经元缺失。小脑体征临床上不明显。遗传分析排除了与小脑萎缩神经退行性疾病有关的其他几个基因的参与。在另外 10 名儿童期肌张力障碍患者中未发现 TOR1AIP1 基因突变。