LY6/神经毒素 1; LYNX1
分泌的 LY6/PLAUR 结构域蛋白 2; SLURP2
分泌的 LY6/UPAR 相关蛋白 2
HGNC 批准的基因符号:LYNX1
细胞遗传学定位:8q24.3 基因组坐标(GRCh38):8:142,771,197-142,777,872(来自 NCBI)
▼ 说明
LYNX1基因编码的蛋白质与结合并抑制烟碱乙酰胆碱受体(nAChR;参见例如CHRNA1, 100690)(Miwa et al., 1999)。蛇毒的成分通常与哺乳动物的结构和功能同源。例如,溶血性蛇毒毒素与细胞磷脂酶有关(例如PLA2G1B;172410),而蛇sarafotoxins可能与脊椎动物内皮素有关(例如EDN1;131240)。蛇毒 α-银环蛇毒素也能结合并抑制 nAChR。
▼ 克隆与表达
Miwa等人(1999)通过筛选小鼠中枢神经系统特异性的、发育调控的cDNA,鉴定出编码GC26的cDNA,该cDNA在小鼠小脑中表达。序列分析预测该116个氨基酸的蛋白在其N末端含有信号序列,这是LY6家族蛋白特征性的富含半胱氨酸的共有基序(例如CD59;107271)和蛇α-神经毒素,以及其C末端的天冬酰胺/GPI锚定基序。GC26的整体结构与LY6家族蛋白和蛇α-神经毒素相似,Miwa等人(1999)将蛋白重新命名为“Ly6/neurotoxin-1”或Lynx1。编码人类Lynx1同源物的部分序列已被鉴定(GenBank AF321824)。Northern印迹分析显示小鼠大脑中Lynx1的主要表达。原位杂交分析显示 Lynx1 在多个大脑结构的神经元中表达。免疫细胞化学证明 Lynx1 在神经元胞体和近端树突中表达。
Tsuji等人(2003)利用微阵列分析识别出主要在寻常型银屑病患者皮肤中表达的EST(见177900),然后对培养的角质形成细胞cDNA文库进行PCR和RACE,克隆了LYNX1,他们将其命名为SLURP2。推导的 97 个氨基酸蛋白含有一个信号肽和 10 个保守的半胱氨酸残基,具有 LY6 超家族的间隔模式特征,但它不具有膜结合 LY6 蛋白中发现的 GPI 锚定或跨膜结构域。Northern 印迹分析在食道中检测到 0.6 kb 转录本,在胃和十二指肠中检测到 1.6 kb 转录本。在检查的其他组织中没有检测到表达,包括皮肤。RT-PCR检测到子宫颈和食道中有丰富的LYNX1表达,而成人和胎儿皮肤和角质形成细胞中的表达较低。在脑、肺、胃、小肠、结肠、直肠、子宫和胸腺中检测到弱表达。在脾脏和骨髓中未检测到表达。实时定量 RT-PCR 分析检测到 5 名银屑病患者皮损皮肤中 LYNX1 的表达量比非皮损皮肤或正常皮肤增加了 3.8 至 2.8 倍。
▼ 基因功能
Miwa等人(1999)的功能分析表明,Lynx1不是配体或神经递质,但在乙酰胆碱存在的情况下具有增强烟碱乙酰胆碱受体功能的能力。
Morishita et al.(2010)发现小鼠体内 Lynx1 蛋白表达增加,从而阻止了晚年初级视觉皮层的可塑性。去除这种分子制动增强了烟碱乙酰胆碱受体信号传导。因此,Lynx1 表达在胆碱能神经支配的情况下维持成熟皮质网络的稳定性。Morishita et al.(2010)得出的结论是,调节兴奋性和抑制性回路之间的平衡可以重新激活视觉可塑性。
▼ 基因结构
Tsuji et al.(2003)确定LYNX1基因包含3个外显子,长度约为5.6 kb。启动子区包含3个Sp1(189906)和2个AP1(165160)结合位点,以及E2F(189971)和GATA3(131320)的单个位点。它缺乏 TATA 和 CAAT 共有序列。有 2 个主要的转录起始位点。
▼ 测绘
Tsuji等(2003)通过基因组序列分析,将LYNX1基因定位到染色体8q24.3。Southern blot分析表明LYNX1是一个单拷贝基因。
▼ 进化
人类进化的特点是大脑尺寸和复杂性的急剧增加。为了探究其遗传基础,Dorus 等人(2004)检查了涉及神经系统生物学各个方面的基因的进化。这些基因,包括 LYNX1,在灵长类动物中表现出明显高于啮齿类动物的蛋白质进化率。这种趋势对于与神经系统发育有关的基因子集最为明显。此外,在灵长类动物中,蛋白质进化的加速在从祖先灵长类动物到人类的谱系中最为突出。Dorus等人(2004)得出结论,人类神经系统的表型进化具有显着的分子相关性,即潜在基因的加速进化,特别是那些与神经系统发育相关的基因。
▼ 动物模型
Miwa et al.(2006)发现与野生型小鼠相比,Lynx1 -/- 小鼠在体型、活力、中枢神经系统形态或寿命方面没有表现出明显的异常。然而,与野生型相比,Lynx1缺失小鼠在恐惧条件范式中表现出学习和记忆能力增强,并且在运动任务中对尼古丁的敏感性增加。Lynx1缺失小鼠的神经元对尼古丁的反应表现出更高的敏感性和更高的细胞内钙水平。Lynx1 的缺失减少了受体脱敏并增强了突触功效。突变神经元对兴奋性毒性损伤也更敏感,Lynx1 突变小鼠表现出年龄依赖性变性,尼古丁加剧了这种变性,但 nAChR 子单元的无效突变可以挽救这种变性。这些数据支持这样的假设:Lynx1 通常会降低 nAChR 的活性,而 Lynx1 的缺失会改变平衡,有利于神经元活动和突触可塑性的增加。但是,Lynx1 缺失的短期益处被 Lynx1 突变神经元对谷氨酸毒性的脆弱性增加以及尼古丁对这些细胞的神经保护作用的丧失所抵消。Miwa等人(2006)得出结论,Lynx1调节nAChR功能以维持低敏感性,并在维持短期nAChR激活的有益作用和慢性受体激活的退化作用之间的平衡中发挥着关键作用。