神经生长因子 G2; NTNG2

HGNC 批准的基因符号：NTNG2

细胞遗传学位置：9q34.13 基因组坐标（GRCh38）：9:132,161,689-132,244,526（来自 NCBI）

▼ 说明

神经生长因子 G1（NTNG1; 608818）和神经生长因子 G2 包含突触细胞粘附蛋白亚家族，与经典神经生长因子（参见 NTN1, 601614）和层粘连蛋白聚合结构域（参见 LAMA1, 150320 ）。神经生长因子 G1 和 G2 分别与神经生长因子 G1 配体（NGL1）（608817）和 NGL2 结合（Brasch et al., 2011）。

NTNG2 在神经元中具有突触前亚细胞定位，在神经元迁移和轴突引导以及突触发育和传递中发挥作用（Heimer 等人，2019 年和 Abu-Libdeh 等人，2019 年总结）。

▼ 克隆与表达

中柴等人（2002）克隆了小鼠神经生长因子 G2，它编码一个 530 个氨基酸的蛋白质，包含一个 N 端信号肽、一个层粘连蛋白结构域 VI、3 个 LE 基序和一个作为糖基磷脂酰肌醇（GPI）起作用的 C 端疏水性延伸段）锚。作者还鉴定了 2 个神经生长因子 G2 变体，其编码同种型，与 530 个氨基酸同种型相比，在 LE1 和 LE2 基序之间插入了 59 个和 34 个氨基酸。Northern印迹分析检测到神经生长因子G2主要在小鼠脑中表达，在肺、脾、肾、心脏和胸腺中也有微量表达。神经生长因子G1和G2在小鼠发育的神经系统中强烈表达，在前脑和中脑中表达相互排斥，在后脑中部分重叠表达。转染 COS 细胞的亚细胞定位研究表明，神经生长因子 G1 和 G2 通过 GPI-脂质锚定位于质膜。

通过对人类死后样本进行免疫组织化学分析，Pirone 等人（2012）表明神经生长因子 G2 在整个屏状体和岛叶皮质的细胞体中表达，但在邻近内侧的壳核中不表达。

▼ 测绘

Gross（2019）根据 NTNG2 序列（GenBank BC013770）与基因组序列（GRCh38）的比对，将 NTNG2 基因对应到染色体 9q34.13。

▼ 基因功能

Nakashiba 等人使用重组蛋白（2002）表明，与经典的神经生长因子不同，但与神经生长因子 G1 相似，毛发神经生长因子 G2 不结合神经生长因子受体 Dcc（120470）。神经生长因子G1和G2在体外均促进神经突延伸活性。

▼ 生化特征

通过突变分析，Brasch 等人（2011）确定神经生长因子 G1 和 G2 的配体结合位点位于其层粘连蛋白 N 末端（LN）结构域。神经生长因子 G2 以 1:1 化学计量以不依赖钙的方式与 NGL2 结合。作者确定了人神经生长因子 G2 的 322 个氨基酸片段的 1.8 埃晶体结构，该片段由 LN 结构域和下游 LE1 结构域组成。神经生长因子G2片段的整体结构与层粘连蛋白α-5（LAMA5；601033）的N端区域相似，但也具有神经生长因子G和经典神经生长因子家族特有的结构特征。神经生长因子 G2 片段作为二硫键锁定的 2 链 β 片层向下延伸至 LE1 水平，在其碱基附近与 C 端 LE1 结构域相互作用。片段中的 LN 结构域包含 Ca（2+）结合位点，并采用具有许多环和螺旋偏移的果冻卷拓扑结构，从而形成了果冻卷核心。LE1 结构域缺乏规则的二级结构，但由 4 个二硫键稳定。该结构还包含位于 asn105 和 asn111 的 2 个 N 连接聚糖。

▼ 分子遗传学

Abu-Libdeh 等人在来自 4 个阿拉伯穆斯林近亲家庭的 8 名患有神经发育障碍、行为异常、失语和肌张力减退的患者中（NEDBASH; 618718）（2019）在 NTNG2 基因（618689.0001）中发现了纯合移码突变。该突变是通过外显子组测序发现并经桑格测序证实的，在所有家族中都与该疾病分离。单倍型分析表明存在创始人效应。gnomAD 数据库中未发现该突变，但在一个主要由阿拉伯穆斯林个体组成的内部数据库中，约 3,500 名个体中的 2 名个体中发现了杂合变异。没有进行该变异的功能研究和患者细胞的研究，但预计该变异会导致功能丧失。

Dias 等人在来自 7 个无关家庭的 16 名患有 NEDBASH 的患者中（2019）鉴定了 NTNG2 基因中的纯合错义突变（参见例如 618689.0002-618689.0006）。这些患者是通过国际合作和 GeneMatcher/Matchmaker 项目确定的。通过外显子组测序发现的突变与家族中的疾病分开。所有突变均影响层粘连蛋白样或 EGF 结构域中的保守残基；在 Exome Variant Server 或 gnomAD 数据库或大型内部数据库中均未发现任何突变。其中三个突变涉及半胱氨酸残基，推测与二硫桥形成有关。分子模型预测这些突变会破坏二硫键并对蛋白质稳定性产生负面影响。其他突变预计会导致蛋白质错误折叠。与野生型相比，将所有突变转染到 HeLa 细胞中都会导致细胞表面的蛋白质表达不同程度地降低，这表明存在功能丧失效应。与对照组相比，使用 siRNA 敲低小鼠 N2A 神经元细胞中的 Ntng2 基因，导致神经突数量减少、神经突长度减少和树突区域减少。这些发现表明 NTNG2 的适当表达在神经发育和可能的突触可塑性中发挥重要作用。

来自 2 个阿拉伯穆斯林近亲家庭的 3 名女孩患有 NEDBASH、Heimer 等人（2019）在 NTNG2 基因中发现了纯合移码突变（c.376dupT; 618689.0001）。该突变是通过全外显子组测序发现并经桑格测序证实的，在两个家族中都与该疾病分离。没有对变异体进行功能研究，也没有对患者细胞进行研究，但预计该突变会导致无义介导的 mRNA 衰变和功能丧失。与对照组相比，小鼠原代海马神经元中 Ntng2 的敲除导致神经突长度和树突状树枝化减少。作者注意到与 Rett 综合征（RTT; 312750）显着的表型重叠，表明 NTNG2 和 MECP2（300005）基因之间存在功能相似性。

▼ 动物模型

张等人（2016）发现与野生型相比，Ntng2 缺失小鼠的视觉、听觉和运动协调能力受损，焦虑水平降低，可能存在空间学习和记忆缺陷。对突变小鼠的细胞研究表明，突触后 Ngl2 受体定位异常，导致突触形成和功能异常。

海默等人（2019）发现，shRNA 介导的小鼠胚胎中 Ntng1 或 Ntng2 基因的敲除会导致大脑中显着的神经元迁移缺陷，大约 50% 的细胞在出生后第 1 天无法到达皮质板；这些缺陷在出生后第 7 天仍然存在。

▼ 等位基因变异体（6 个精选示例）：

.0001 神经发育障碍，伴有行为异常、失语和肌张力减退
NTNG2，1-BP DUP，376T

Abu-Libdeh 等人在来自 4 个阿拉伯穆斯林近亲家庭的 8 名患有神经发育障碍、行为异常、失语和肌张力减退的患者中（NEDBASH; 618718）（2019）在 NTNG2 基因中发现了纯合 1-bp 重复（c.376dupT, NM_032536.3），导致移码和提前终止（Ser126PhefsTer241）。该突变是通过外显子组测序发现并经桑格测序证实的，在所有家族中都与该疾病分离。单倍型分析表明存在创始人效应。gnomAD 数据库中未发现该突变，但在一个主要由阿拉伯穆斯林个体组成的内部数据库中，约 3,500 名个体中的 2 名个体中发现了杂合变异。没有进行该变异的功能研究和患者细胞的研究，但预计该变异会导致功能丧失。

海默等人（2019）在来自 2 个阿拉伯穆斯林近亲家庭的 3 名 NEDBASH 患者中鉴定出 NTNG2 基因外显子 3 中 c.376dupT 突变的纯合性。该突变是通过全外显子组测序发现并经桑格测序证实的，在两个家族中都与该疾病分离。没有对变异体进行功能研究，也没有对患者细胞进行研究，但预计该突变会导致无义介导的 mRNA 衰变和功能丧失。

.0002 神经发育障碍，伴有行为异常、失语和肌张力减退
NTNG2，CYS456TYR

Dias 等人在 2 名同胞中，由伊朗近亲父母（家庭 1）所生，患有神经发育障碍，伴有行为异常、失语和肌张力低下（NEDBASH; 618718）（2019）在 NTNG2 基因的外显子 7 中鉴定出纯合 c.1367G-A 转换（c.1367G-A, NM_032536.3），导致 EGF4 中的保守残基处发生 cys456 到 tyr（C456Y）取代领域。通过外显子组测序发现的突变与家族中的疾病分离。在 Exome Variant Server 或 gnomAD 数据库或包含 10,000 个对照外显子组的内部数据库中均未发现该变体。分子模型预测该突变可能会破坏二硫键并对蛋白质稳定性产生负面影响。与野生型相比，将突变转染到 HeLa 细胞中会导致细胞表面的蛋白质表达降低。

.0003 神经发育障碍，伴有行为异常、失语和肌张力低下
NTNG2、TRP107GLY

Dias 等人在伊朗近亲家庭（家庭 2）的 3 名患有神经发育障碍、行为异常、失语和肌张力减退的成员中（NEDBASH; 618718）（2019）在 NTNG2 基因的外显子 2 中鉴定出纯合 c.319T-G 颠换（c.319T-G，NM_032536.3），导致层粘连蛋白中的保守残基处 trp107 至甘氨酸（W107G）取代- 类似的域。通过外显子组测序发现的突变与家族中的疾病分离。在 Exome Variant Server 或 gnomAD 数据库或包含 10,000 个对照外显子组的内部数据库中均未发现该变体。分子模型预测该突变可能导致蛋白质错误折叠。与野生型相比，将突变转染到 HeLa 细胞中导致细胞表面几乎没有蛋白质表达。

.0004 神经发育障碍，伴有行为异常、失语和肌张力低下
NTNG2、CYS355TRP

Dias 等人在 2 名墨西哥裔同胞（家庭 4）中发现神经发育障碍，伴有行为异常、失语和肌张力减退（NEDBASH; 618718）（2019）在 NTNG2 基因的外显子 5 中鉴定出纯合 c.1065C-G 颠换（c.1065C-G，NM_032536.3），导致 EGF2 中的保守残基处发生 cys355 至 trp（C355W）取代领域。该突变是通过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。在 Exome Variant Server 或 gnomAD 数据库中，或者在包含 60,000 多个对照外显子组的内部数据库中均未发现该变体。分子模型预测该突变可能会破坏二硫键并对蛋白质稳定性产生负面影响。与野生型相比，将突变转染到 HeLa 细胞中会导致细胞表面的蛋白质表达降低。

.0005 神经发育障碍，伴有行为异常、失语和肌张力低下
NTNG2，CYS81TYR

Dias 等人在一个高度近亲土耳其家庭（家庭 5）的 4 名患有神经发育障碍、行为异常、失语和肌张力减退的成员中（NEDBASH; 618718）（2019）在 NTNG2 基因的外显子 2 中鉴定出纯合 c.242G-A 转换（c.242G-A, NM_032536.3），导致层粘连蛋白中的保守残基处发生 cys81 至 tyr（C81Y）取代- 类似的域。该突变是通过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。在 Exome Variant Server 或 gnomAD 数据库中，或者在包含 13,000 多个对照外显子组的内部数据库中均未发现该变体。分子模型预测该突变可能会破坏二硫键并对蛋白质稳定性产生负面影响。与野生型相比，将突变转染到 HeLa 细胞中会导致细胞表面的蛋白质表达降低。

.0006 神经发育障碍，伴有行为异常、失语和肌张力低下
NTNG2、MET149THR

Dias 等人发现，埃及近亲父母（家庭 6）的 2 名同胞患有神经发育障碍，伴有行为异常、失语和肌张力低下（NEDBASH; 618718）（2019）在 NTNG2 基因的外显子 2 中鉴定出纯合 c.446T-C 转换（c.446T-C, NM_032536.3），导致层粘连蛋白中的保守残基处由 met149 替换为 thr（M149T） - 类似的域。该突变是通过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。在 Exome Variant Server 或 gnomAD 数据库或包含约 10,000 个对照外显子组的内部数据库中均未发现该变体。分子模型预测该突变可能导致蛋白质错误折叠。与野生型相比，将突变转染到 HeLa 细胞中导致细胞表面几乎没有蛋白质表达。