微管蛋白，β-2B； TUBB2B

微管蛋白，β，IIB 类

HGNC 批准的基因符号：TUBB2B

细胞遗传学定位：6p25.2 基因组坐标（GRCh38）：6:3,224,277-3,227,653（来自 NCBI）

▼ 说明

微管是动态聚合结构，由 α-微管蛋白（参见 602529）和 β-微管蛋白（例如 TUBB2B）的异二聚体组成，不断掺入和释放。微管在有丝分裂、细胞内转移、神经元形态以及纤毛和鞭毛运动中发挥作用（Leandro-Garcia 等，2010）。

▼ 克隆与表达

通过人脑 cDNA 文库的 PCR，Jaglin 等人（2009）克隆了全长TUBB2B。推导的 445 个氨基酸的蛋白质具有 N 端结构域、中间结构域和 C 端结构域。中间结构域包含 GTP/GDP 结合位点。TUBB2B与TUBB2A（615101）相比只有单个同义替换，与TUBB2C（602660）高度相似。小鼠胚胎的原位杂交表明Tubb2b的表达仅限于中枢和周围神经系统。表达主要在皮质板和亚板薄层内，表明在神经元迁移和分化过程中表达。发育中的皮质中的强标记在出生后减少，但在成年小脑、海马和嗅球中仍然很强烈。

Leandro-Garcia 等人利用数据库分析（2010）鉴定了 8 种主要的 β-微管蛋白，包括 TUBB2B。对 21 种正常人体组织进行的定量 RT-PCR 检测到，TUBB2B 在大脑中表达最高。在心脏、肾脏、结肠、小肠、扁桃体和骨骼肌中检测到低得多的表达，而在其他组织中几乎没有表达。

Breuss 等人使用定量实时 PCR（2012）发现TUBB2B在人胎脑中的表达高于其他β-微管蛋白。妊娠第 22 周时 TUBB2B 的表达高于妊娠第 13 周。

▼ 测绘

Hartz（2009）根据 TUBB2B 序列（GenBank AF035316）与基因组序列（build 36.1）的比对，将 TUBB2B 基因对应到染色体 6p25.2。TUBB2A 基因（GenBank BC001192）是一个几乎相同的拷贝，定位到染色体 6p25.2 上与 TUBB2B 基因相距 70 kb 端粒的位置。

斯托特曼等人（2013）指出小鼠 Tubb2b 基因对应到染色体 13。

▼ 基因功能

使用体外转录和转录，Jaglin 等人（2009）表明野生型人类 TUBB2B 可以形成功能性 α（参见 TUBA1A, 602529）/β-微管蛋白异二聚体。通过小发夹 RNA 敲低发育中的大鼠大脑中的 Tubb2b 表明 Tubb2b 是正常神经元迁移所必需的。

▼ 分子遗传学

Jaglin 等人在 4 名不相关的患者和一名患有不对称多小脑回的胎儿（PMGYSA; 610031）中进行了研究（2009）鉴定了TUBB2B基因中的5种不同的杂合突变（参见例如612850.0001-612850.0003）。一些突变蛋白的体外研究表明，功能性 α/β-微管蛋白异二聚体的形成受损，并且融入明确的微管中。

Guerrini 等人在 128 名无关儿童中发现 3 名（2.3%）患有多小脑回症（2012）在 TUBB2B 基因中发现了 3 个不同的杂合突变（612850.0004-612850.0006）。在 2 名患者中证实了该突变的从头发生，在 1 名患者中怀疑存在该突变。预计这些突变会干扰微管的正常功能。

贾穆尔等人（2014）使用与脑畸形相关的已知和候选基因的定制面板，对来自 158 名脑畸形个体的白细胞衍生 DNA 样本进行靶向高覆盖测序（深度大于或等于 200 倍）。在 27 名个体中发现了经过验证的因果突变（17%；范围为每种表型 10-30%）。27 人中有 8 人（30%）发生体细胞突变。这 8 人中的一人通过 MRI 诊断患有脑回肥大，并携带 TUBB2B 基因突变。MRI 结果包括额叶脑回肥大；顶叶、枕叶和颞叶多小脑回；小脑发育不良；脑桥发育不良；和视神经发育不良。该表型被认为与鉴定的基因一致。

▼ 动物模型

在大鼠中，贾格林等人（2009）发现在子宫内通过干扰 RNA 抑制 Tubb2b 基因会导致神经元迁移的改变以及发育中大脑的室下区/中间区神经元的显着停滞。Tubb2b 的过度表达挽救了该缺陷。研究结果表明，微管在皮质生成过程中发挥着关键作用，并表明 Tubb2b 与神经元迁移有关。

斯托特曼等人（2013）在 N-乙基-N-亚硝基脲诱变筛选中发现了脑凹（brdp）突变。在胚胎第 18.5 天，brdp/brdp 小鼠表现基本正常，但它们在出生时死亡，显然是由于呼吸紊乱。Brdp/brdp 大脑显示出严重的缺陷，包括神经上皮细胞减少和脑室扩大，伴有有丝分裂指数升高和大量持续的细胞凋亡。Brdp/+ 小鼠存活下来并且表现正常，但它们过度活跃并且表现出繁殖力下降，这可能是由于过度活跃所致。Brdp/+ 大脑表现出皮质层压缺陷和中间神经元数量减少。Stottmann 等人使用定位克隆方法（2013）鉴定出 brdp 突变是 Tubb2b β-微管蛋白基序中 asn247 到 Ser（N247S）的取代，该基序在真核生物中绝对保守，在大肠杆菌中高度保守。结构分析表明，N247 位于 Tubb2b 和 α-微管蛋白子单元之间的界面，紧邻 α-微管蛋白上的 GTP 结合位点。N247S 取代不会阻止转染的 NIH2T2 成纤维细胞中聚合微管的形成。斯托特曼等人（2013）假设N247S取代不影响微管聚合，但可能影响微管稳定性。

▼ 等位基因变异体（8 个精选示例）：

.0001 复杂皮质发育不良，伴有其他脑畸形 7
TUBB2B，SER172PRO

Jaglin 等人在一名患有复杂皮质发育不良并伴有其他脑部畸形 7（CDCBM7; 610031）的 27 周大男性胎儿中（2009）鉴定了 TUBB2B 基因中的杂合 514T-C 转变，导致 ser172 到 pro（S172P）的取代。尸检显示双侧不对称额颞叶多小脑回，小脑内有异位神经元细胞，胼胝体发育不全。体外功能表达研究表明，S172P 突变蛋白无法形成功能性 α/β-微管蛋白异二聚体，几乎没有证据表明其掺入明确的微管中。

法莱-比安科等人（2014）在一个胎儿（12 号个体）中发现了杂合 S172P 突变，该突变患有小头畸形、多小脑回、局灶性神经胶质细胞过度迁移、异位神经元、胼胝体完全发育不全和轻度小脑发育不全。没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究。

.0002 复杂皮质发育不良，伴有其他脑畸形 7
TUBB2B、LEU228PRO

Jaglin 等人在一名患有复杂皮质发育不良并伴有其他脑部畸形 7（CDCBM7; 610031）的 2 岁男孩中表现为多小脑回（2009）鉴定了 TUBB2B 基因中的杂合 683T-C 转变，导致 leu228 到 pro（L228P）的取代。该患者患有小头畸形、严重的神经运动障碍、无视觉接触和婴儿癫痫发作。脑成像显示多小脑回主要出现在额叶和颞叶，包括海马体。其他异常特征包括尾状核和纹状体畸形、小脑蚓部发育不良伴发育不全、胼胝体发育不全和脑干轻度发育不全。体外功能表达研究表明，L228P 突变蛋白形成功能性 α/β-微管蛋白异二聚体的能力受损。然而，突变蛋白似乎被整合到微管中。

.0003 复杂皮质发育不良，伴有其他脑畸形 7
TUBB2B、PHE265LEU

Jaglin 等人在一名 37 岁男性中患有复杂性皮质发育不良并伴有其他脑部畸形 7（CDCBM7; 610031），表现为多小脑回症（2009）鉴定了 TUBB2B 基因中的杂合 793T-C 转变，导致 phe265 到 leu（F265L）的取代。他患有小头畸形、严重智力低下和癫痫发作，但没有神经运动障碍。脑成像显示不对称的多小脑回主要出现在左额叶、顶叶和颞叶，包括海马体。其他异常特征包括尾状核和纹状体畸形、严重小脑萎缩、胼胝体后部部分发育不全以及脑桥发育不全。体外功能表达测定表明，F265L 突变蛋白形成 α/β-微管蛋白异二聚体的能力明显受损，几乎没有证据表明其掺入明确的微管中。贾格林等人（2009）指出，体外观察到的严重缺陷和该患者相对轻微的表型表明体外和临床表型之间不存在简单的相关性。

.0004 复杂皮质发育不良，伴有其他脑畸形 7
TUBB2B，ASP417ASN

Guerrini 等人在一名患有复杂皮质发育不良并伴有其他脑部畸形 7（CDCBM7; 610031）的 8 岁女孩中表现为弥漫性对称性多小脑回（2012）鉴定了 TUBB2B 基因中的从头杂合 1249G-A 转变，导致 C 端结构域 H12 螺旋中高度保守的残基处由 asp417 到 asn（D417N）取代。该突变可能会改变微管蛋白与运动蛋白或原丝之间的相互作用。该患者精神运动发育迟缓，伴有语言迟缓、小头畸形、口部运动运动障碍和轻度肌张力减退。全身性强直性癫痫发作于 11 个月大时开始，3 岁时开始出现非典型性癫痫发作。脑部 MRI 显示弥漫性多小脑回（在侧裂周围区域更为严重）和小脑桥。

.0005 复杂皮质发育不良，伴有其他脑畸形 7
TUBB2B，ASN256SER

Guerrini 等人在一名患有复杂皮质发育不良并伴有其他脑部畸形 7（CDCBM7; 610031）的 2 岁男孩中表现为多小脑回（2012）鉴定了 TUBB2B 基因中的从头杂合 767A-G 转变，导致中间结构域 H8 螺旋中高度保守的残基发生 asn256 到 Ser（N256S）的取代。该突变影响参与α-和β-微管蛋白之间纵向接触形成的残基，可能损害异二聚体形成或导致微管不稳定。患者患有小头畸形、肌张力低下和精神运动发育迟缓。6 个月大时的脑部 MRI 显示脑回肥厚，伴有皮质增厚，以及后颞区和顶后颞区的不规则折叠。胼胝体很薄，小脑看起来正常。

.0006 复杂皮质发育不良，伴有其他脑畸形 7
TUBB2B、LEU117PRO

Guerrini 等人发现，一名 14 岁男孩患有复杂性皮质发育不良并伴有其他脑部畸形 7（CDCBM7; 610031），表现为弥漫性对称性多小脑回（2012）鉴定了 TUBB2B 基因中的杂合 350T-C 转变，导致 N 端结构域 H3 螺旋中高度保守的残基处由 leu117 变为 pro（L117P）。该突变可能会损害原丝之间的横向接触。母亲没有携带突变，父亲也无法参加研究。该患者存在精神运动发育迟缓、小头畸形、智力低下和口运动障碍。脑部 MRI 显示弥漫性多小脑回，皮质表面不规则，让人想起鹅卵石皮质。

.0007 复杂皮质发育不良，伴有其他脑畸形 7
TUBB2B，GLU421LYS

Flaherty 等人最初报道，患有复杂皮质发育不良并伴有其他脑畸形的母亲和她的 2 个女儿（CDCBM7；610031）表现为弥漫性对称性多小脑回（2001），Cederquist 等人（2012）鉴定了 TUBB2B 基因外显子 4 中的杂合 c.1261G-A 转换，导致关键蛋白 C 端 H12 α 螺旋中高度保守的残基处由 glu421 替换为 lys（E421K）用于驱动蛋白-微管相互作用。该突变不存在于 dbSNP、1000 Genomes 或 Exome Variant Server 数据库中，并且在 336 个对照个体中未发现。这些患者患有智力障碍和先天性眼外肌纤维化，与脑部 MRI 中明显的眼外肌发育不全有关。脑部 MRI 还显示多小脑回、基底节和脑室不对称以及胼胝体薄。两个女儿的弥散张量成像显示胼胝体皮质内同伦连接异常。将突变转染到胚胎小鼠的野生型胼胝体投射神经元中，导致对侧与同侧束的比率下降，这与轴突寻路和定向神经支配的错误一致，但这并不是继发于皮质发育不良。E421K 突变蛋白的过度表达扰乱了局部和远程预测的准确性。突变体 E421K 能够组装成 α-β 异二聚体，尽管与野生型相比效率稍低，并且突变体蛋白并入微管网络中。对酵母的研究表明，该突变以显性方式影响微管动力学，导致整体稳定性增加，并且还改变了驱动蛋白（KIP3；610645）的定位。研究结果与原发性轴突神经失调一致。塞德奎斯特等人（2012）指出 TUBB3 基因（D417N; 602661.0004 和 E410K; 602661.0005）中的类似突变会导致 CFEOM3A（600638）；这些突变还改变微管动力学以及与驱动蛋白的相互作用。

.0008 复杂皮质发育不良，伴有其他脑畸形 7
TUBB2B，CYS239PHE

Fallet-Bianco 等人在一个 16 周大的男性胎儿（个体 13）中，患有复杂的皮质发育不良并伴有其他脑畸形 7（CDCBM7；610031），表现为微无脑回（2014）鉴定了 TUBB2B 基因中的杂合 c.716G-T 颠换，导致 cys239-to-phe（C239F）取代。该患者患有小头畸形、皮质板缺失、局灶性神经胶质细胞过度迁移、胼胝体完全发育不全以及严重的脑桥小脑发育不全。没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究。

拉奎里埃等人（2016）在 CDCBM7 的 15 周大胎儿中发现了新的杂合 C239F 突变。外显子 4 中的突变导致中间结构域中高度保守的残基发生取代。体外功能表达研究表明，突变蛋白导致微管蛋白异二聚化过程受损。该突变的细胞转染表明它并入微管中，但存在高水平的未聚合的胞质微管蛋白异二聚体，表明它很难并入细胞骨架。该突变还改变了微管动力学，与对照相比，再聚合速率加快。尸检显示，他患有小头畸形、大脑皮层有两层、嗅觉缺失、脑干和小脑发育不全。