刺平面细胞极性蛋白 3; PRICKLE3

刺果蝇，果蝇，同源物，3
刺状 3
仅 LIM 域 6；LMO6

HGNC 批准的基因符号：PRICKLE3

细胞遗传学定位：Xp11.23 基因组坐标（GRCh38）：X:49,174,802-49,186,373（来自 NCBI）

▼ 克隆与表达

在对 X 染色体基因丰富区域的研究中，Fisher 等人（1997）发现了一个新基因 PRICKLE3，他们将其称为 LMO6。LMO6 预计编码 407 个氨基酸的产物，与含有 LIM 结构域的蛋白质具有显着同源性，特别是小鼠 testin（TES; 606085）。LIM 结构域是富含半胱氨酸的序列基序，可结合锌原子，在蛋白质-蛋白质相互作用中形成特定的蛋白质结合界面。与 testin 一样，LMO6 产品包含 3 个这样的域。Fisher 等人（1997）使用 RT-PCR，从淋巴母细胞 RNA 中扩增出跨越 LMO6 转录物外显子 5 至 7 的 450 bp 产物。这证实了 LMO6 基因座已被转录并且不太可能是假基因。

在 HeLa 细胞中瞬时表达 HA 标记的 PRICKLE3 后，Yu 等人（2020）进行了细胞级分实验，揭示了线粒体级分以及细胞质中外源 PRICKLE3 的富集。作者还观察到 Prickle3 在小鼠组织和小鼠视网膜各层中普遍表达，以及在小鼠胚胎成纤维细胞线粒体中的定位。

▼ 基因结构

Fisher et al.（1997）确定PRICKLE3基因含有8个外显子。

▼ 测绘

Fisher et al.（1997）将PRICKLE3基因定位到染色体Xp11.23-p11.22，位于A4（300112）和SYP（313475）基因之间12.5kb的间隔内。

▼ 基因功能

Yu et al.（2020）在HEK293T细胞系中证明了PRICKLE3和ATP合酶-8（MTATP8; 516070）相互免疫沉淀。PRICKLE3不沉淀ATP5A（ATP5F1A；164360）, ATP5B（ATP5F1B; 102910）, ATP5F（ATP5PB; 603270）、ATPAF1（608917）或UQCRC2（191329），表明PRICKLE3通过特异性结合ATP8直接与ATP合酶相互作用。

▼ 分子遗传学

3个中国母系遗传莱伯视神经萎缩（LOAM；Yu et al.(2020) 鉴定了 PRICKLE3 基因（R53W; 308905）中的错义突变（R53W；308905）和 MTND4 基因中的 LHON11778A 变异（516003.0001）的杂合性 300111.0001）。所有受影响的个体均携带 MTND4 和 R53W 突变；仅具有单一突变的个体视力正常。作者指出，同时携带 R53W 和 LHON11778A 突变的 3 个中国家庭比仅携带 LHON 相关 mtDNA 突变的家庭表现出更高的外显率和更年轻的视神经病变发病年龄，并表明 PRICKLE3 突变是一种罕见的变异，可发挥作用作为 X染色体连锁显性易感性等位基因，增加了 LHON 相关 mtDNA 突变的外显率和表达率。

▼ 动物模型

Yu等人（2020）利用CRISPR/Cas9系统生成了Prickle3基因敲除小鼠。酶测定显示，杂合子和半/纯合子小鼠中呼吸复合物 V 的活性分别降低了 52% 和 67%，并且突变小鼠中也存在复合物 V 组装的改变，分别为 59% 和 79%完全组装的 ATP 合酶减少。此外，与野生型小鼠相比，突变型小鼠的 ATP8、ATP6（516060）和 ATP5B 水平出现不同程度的降低。Prickle3 +/- 和 -/- 小鼠的视网膜表现出异常的线粒体形态，包括空泡化、碎片化和嵴缺失。突变小鼠视网膜电图（ERG）显示杂合子和半/纯合子在4周龄时出现视网膜缺陷。视网膜染色切片显示视网膜神经节细胞（RGC）退化，与野生型同窝仔鼠相比，杂合子和纯合子的 RGC 数量分别减少了 22% 和 39%。突变小鼠的视网膜神经丝也比野生型小鼠少得多，杂合子和纯合子小鼠 RGC 上的平均总树突面积分别仅为野生型小鼠的 66% 和 38%。Prickle3 缺陷小鼠中的这种树突修剪得到了蛋白质印迹分析的支持，该分析显示与野生型小鼠相比，突变体中突触后蛋白 Psd95（602887）抗体的水平降低。8 周时 Prickle3 -/+ 和 -/- 小鼠的视网膜血管系统曲折扩张，分支增加。全视野 ERG 显示杂合子和半/纯合子的视网膜功能显着降低，反应仅为野生型小鼠的 24% 至 34%。作者认为，光感受器缺陷是 Prickle3 缺失引起的 RGC 变化的具体表现。

▼ 等位基因变异体（1个精选示例）：

.0001 勒伯视神经萎缩，修饰符

PRICKLE3、ARG53TRP

来自 3 个中国家庭（SD1、XT 和 AH）的 23 名患有母系遗传性 Leber 视神经萎缩（LOAM；已知MTND4（516003.0001）中携带LHON11778A变异体（308905），Yu et al.（2020）鉴定了该基因外显子3中c.157C-T转变（c.157C-T, NM_006150）的杂合性或半合性。 PRICKLE3 基因，导致高度保守残基处的 arg53 替换为 trp（R53W）。所有 23 名受影响个体均携带 MTND4 和 R53W 突变；4 名仅携带单一突变的个体视力正常。对携带 R53W 突变（无论有或没有 LHON11778A 变异）的淋巴母细胞系的蛋白质印迹分析显示 PRICKLE3 水平降低了约 55%。显示突变蛋白正常定位于线粒体。对具有一种或两种变体的细胞系中呼吸活性的分析表明，LHON11778A 变体导致复合物 I 的活性降低，而 R35W 降低了复合物 V 的活性。在携带R53W 突变，无论有或没有 LHON11778A 变体，而仅具有 LHON11778A 变体的细胞显示的水平是对照细胞的 95%。对各种突变体和对照细胞系中耗氧率（OCR）的测量表明，仅具有其中一种变体的细胞表现出基础 OCR 和 ATP 相关 OCR 的轻微降低，而在携带两种变体的细胞系中观察到更剧烈的降低。同样，携带两种变体的细胞中 ATP 产量的减少比仅携带其中一种变体的细胞更大。