发动蛋白 2; DNM2
DYN2
HGNC 批准的基因符号：DNM2
细胞遗传学定位：19p13.2 基因组坐标（GRCh38）：19:10,718,079-10,831,903（来自 NCBI）
▼ 说明
DNM2 是一种普遍表达的大 GTP 酶，参与网格蛋白（参见 118955）依赖性和非依赖性内吞作用和细胞内膜运输。DNM2 与肌动蛋白和微管网络紧密相互作用，可能在中心体功能中发挥作用（Durieux 等人总结，2010）。
▼ 克隆与表达
Dynamins（DNMs）是一组 GTPase 的成员，它们的 N 末端区域具有高度同源性。哺乳动物至少有3种DNM：DNM1（602377）、DNM2和DNM3（611445）。Diatloff-Zito et al.（1995）此前曾分离出人类基因组DNA片段，该片段能够纠正范可尼贫血患者b伸蛋白g细胞对遗传互补组D（FACD; 227646）。利用该片段，他们筛选了人成纤维细胞 cDNA 文库，并分离出了编码 DNM2 的 cDNA。预测的 866 个氨基酸蛋白分别与 DNM1 和大鼠 Dnm2 具有 73% 和 98% 的同一性。它在其N末端包含GTP结合蛋白特征的3个共有序列元件、一个连续白细胞C分裂底物同源（PH）结构域和一个含有多个SRC同源3结构域的基本、富含脯氨酸的C末端区域。DNM2 包含 9 个 CDC2（116940）磷酸化共有基序，表明在 G2/有丝分裂转变中具有潜在作用。Northern 印迹分析在所有检查的组织中检测到 3.6 kb 的转录物，其中在心脏和骨骼肌中表达最高。测序和 RT-PCR 鉴定了 DNM2 的选择性剪接变体。作者认为 DNM 基因进化过程中发生了多轮重复和分歧。在所研究的 FACD 患者中未检测到 DNM2 序列或 mRNA 表达的改变。
Koutsopoulos et al.（2013）通过用Dnm2 mRNA探针进行原位杂交，发现Dnm2在大多数小鼠胚胎组织中表达，包括周围神经系统，但在骨骼肌和心脏中不表达。
▼ 基因功能
Gomez et al.（2005）发现，在抗原存在的情况下，DYN2在T细胞-抗原呈递细胞（APC）界面处积累。DYN2敲低实验表明，DYN2将T细胞受体（TCR）介导的信号通路与调节IL2（147680）启动子活性和CD69（107273）表达的信号通路偶联。进一步的实验确定 DYN2 是响应 TCR 参与的肌动蛋白细胞骨架的关键调节因子。DYN2 富含脯氨酸的结构域直接与 VAV1（164875）的 SH3 结构域相互作用，这种相互作用是 T 细胞激活所必需的。Gomez et al.（2005）得出结论，DYN2 调节免疫突触处的肌动蛋白重组，并在 TCR 参与后与 VAV1 及其下游信号通路连接。
Orth and McNiven（2003）发现Dyn2在培养细胞的吞噬体上与amphiphyn（600418）相关。GTPase 缺陷型 Dyn2 突变体的表达阻止了囊泡形成，并诱导了长质膜内陷的形成，该内陷被突变蛋白包被并以网格蛋白尖端或球终止。
Sever et al.（2007）在对培养的小鼠足细胞和啮齿动物蛋白尿模型的研究中表明，在蛋白尿肾病期间，细胞质组织蛋白酶L（CTSL; 116880）导致动力蛋白在氨基酸 354 和 359 之间的保守位点裂解，导致足细胞肌动蛋白细胞骨架重组和蛋白尿。缺乏 CTSL 位点或通过动力自组装导致 CTSL 位点不可接近的 Dynamin 突变体对 CTSL 裂解具有抵抗力。当注入小鼠体内时，这些突变体恢复了足细胞功能并解决了蛋白尿问题。Sever et al.（2007）得出结论，动力蛋白是肾脏通透选择性的关键调节剂，在病理条件下是蛋白水解的特异性靶标。
Lee等人（2016）报道称，普遍表达的经典DYN2是线粒体分裂机制的基本组成部分。对 3 种不同哺乳动物细胞系的活细胞和电子显微镜的结合显示，DYN2 与 DRP1（603850）协同作用，协调形成分裂的连续收缩事件。Lee等人（2016）得出的结论是，他们的工作强调了DRP1的生物物理局限性，并将具有内在膜裂变特性的DYN2定位在线粒体分裂的最后一步。
▼ 基因结构
Zuchner et al.（2005）确定DNM2基因包含22个外显子，其中20个是编码外显子。
▼ 测绘
Klocke等（1997）通过种间回交分析发现，小鼠Dnm2基因与染色体9近端部分的Icam1基因（147840）紧密连锁，与人类19p、8q和11q具有同源性。 。人类 ICAM1 基因位于 19p13.3-p13.2，这证明 DNM2 基因也位于该区域。在常染色体显性中间型夏科-马里-图思病（606482）家系中发现 DNM2 基因突变（对应到 19p13.2-p12）进一步证实了 DNM2 与染色体 19 的映射。
▼ 分子遗传学
腓骨肌萎缩症，显性中间 B
由于 DNM2 基因定位于 19p13.2-p12，并且与已知参与轴突腓骨肌萎缩症的基因（见 118210）具有相似的结构域，Zuchner et al.（2005）认为它是该病的候选基因。显性中间型腓骨肌萎缩症的一种形式，对应到染色体 19p13.2-p12（CMTDIB；606482）。他们在 3 个不相关的 DI-CMTB 家族中鉴定出 DNM2 白色细胞破裂底物同源域中的 3 个独特突变。这些突变扰乱了细胞模型中 DNM2 的功能。DNM2 代表 CMT 中第三种突变蛋白，含有 GTPase 结构域，与细胞膜的融合或裂变相关。在 2 个家族中，中性粒细胞减少症与神经病同时存在；这些家族均存在影响lys558（602378.0002、602378.0003）的突变，这表明该残基在外周血细胞的成熟或存活中具有功能。
2M 型腓骨肌萎缩症
患有常染色体显性夏科-马里-图思病（CMT2M；见606482），Fabrizi et al.（2007）鉴定出DNM2基因杂合错义突变（G533C；602378.0008）。该表型比报道的其他具有 DNM2 突变的 CMT 患者的表型更温和，并且与轴突形式的 CMT 更一致。
中心核肌病1
Bitoun等（2005）对2个常染色体显性中心核肌病（CNM1；CNM1；160150），将 CNM1 基因座缩小到 19p13.2 上的 11 Mb 间隔。对应到该区域的 DNM2 基因被认为是一个很好的候选基因。对 3 个家族先证者的外显子和内含子-外显子边界进行测序，鉴定出杂合突变。其中两个位于外显子8，涉及相同的arg369残基（R369Q, 602378.0004；R369W，602378.0005），1位于外显子11，涉及R465W突变（602378.0006）。另一个突变E368K（602378.0007）是1个家族的新生突变。
Tosch等人（2006）描述了一名患有中心核肌病的患者，其DNM2（E368K；E368K；E368K）均携带杂合突变。602378.0007）和MTMR14（Y462C；611089.0002）基因。他们指出，虽然具有其他 DYN2 特征突变的中心核肌病患者的发病年龄通常是儿童或成年，但他们的患者的发病年龄是新生儿。该报告提出了 MTMR14 在某些中心核肌病病例中作为表型修饰剂的可能性。
Bitoun et al.（2007）鉴定了4种不同的从头杂合DNM2突变（参见例如602378.0010；602378.0011）在 5 名不相关的散发性 CNM 患者中。所有突变均发生在 DNM2 基因的第 16 号外显子中，位于第一白细胞 C 中断底物同源域内。其中三名患者在出生时就患有严重疾病。
Wang et al.（2010）使用体外沉降测定表明，与野生型相比，中心核肌病相关突变型 DNM2 蛋白（参见例如 602378.0005-602378.0007）在 GTP 存在的情况下形成更稳定的动力聚合物，这可能反映了异常强的动力-动力相互作用。与野生型相比，突变蛋白聚集体对 GTP 解离不太敏感，并且保留了更高的 GTP 酶活性。观察结果表明，受影响的残基，例如 glu368、arg369 和 arg465，通常具有防止过度或延长动力组装的功能。
致命性先天性挛缩综合症 5
3名同胞，父母为巴基斯坦近亲所生，患有致死性先天性挛缩综合征-5（LCCS5；Koutsopoulos et al.（2013）在DNM2基因中发现了一个纯合错义突变（F379V；615368）。602378.0013）。婴儿出生时均表现出严重的肌张力低下、缺乏自主运动和呼吸功能不全，导致数天至数月内死亡。每人还显示视网膜出血。对患者细胞的研究和体外功能分析表明该突变是亚等位性的。对小鼠和斑马鱼的动物研究表明 Dnm2 在肌肉纤维和脉管系统的发育中发挥作用。
▼ 动物模型
Durieux等人（2010）通过同源重组培育出表达R465W取代的人DNM2的小鼠品系（602378.0006）。绝大多数纯合突变体在生命的最初几个小时内死亡。纯合突变肌纤维表现出多种结构异常、肌原纤维间网络紊乱和氧化酶活性丧失。纯合突变胚胎成纤维细胞表现出网格蛋白介导的内吞作用受损。杂合子 R465W 小鼠表现出正常的发育和运动活性，并且与野生型同窝小鼠一样长寿。然而，他们在 2 个月时出现胫骨前肌萎缩，并伴有收缩特性受损和肌肉无力，并在 8 个月时萎缩进展至其他肌肉。DNM2-R465W 蛋白以野生型水平表达，并显示沿 I 带的正常横向条纹图案，并在其他几个肌肉区域表达，包括肌浆、核周区域和神经肌肉接头的突触后区域。组织病理学异常主要影响线粒体和网状网络。杂合的R465W纤维还表现出钙浓度和细胞内Dnm2和dysferlin（DYSF；603009）积累。在 DNM2 基因突变的中心核肌病患者的活检中也发现了类似的 DYSF 积累。
Koutsopoulos et al.（2013）发现斑马鱼胚胎中Dnm2的吗啉敲除导致10%的致死率和20%的尾巴弯曲。变形肌纤维显示肌纤维轻度错位；肌肉神经支配显得正常。血管系统的内皮也存在缺陷。研究结果表明 Dnm2 在发育过程中具有多效性作用。
▼ 等位基因变异体（13个选例）：
.0001 夏科-马里-图斯病，主要中间 B
DNM2，9-BP DEL，NT1652
北美一个患有显性中间型腓骨肌萎缩症（CMTDIB；606482），Zuchner et al.（2005）发现DNM2基因第14号外显子3-prime末端有9-bp缺失（1652_1659+1delATGAGGAGg）。该突变预计会产生 2 种替代 mRNA 产物，一种具有开放解读码组（D550fs）移位导致的过早终止密码子，另一种具有预测删除 3 个氨基酸的框内 mRNA（D551_E553del）通过破坏原始的 3-prime 剪接位点并使用新引入的具有更高预测剪接活性的剪接位点产生。
.0002 夏科-马里-图斯病，主要中间 B，伴中性粒细胞减少症
DNM2、LYS558GLU
澳大利亚一个患有显性中间型腓骨肌萎缩症（CMTDIB；606482），Zuchner et al.（2005）发现受影响的个体在DNM2基因的外显子15 1672A-G中携带突变，导致氨基酸取代lys558-to-glu（K558E）。亚临床中性粒细胞计数较低，在一些受影响的个体中，很少有淋巴细胞、红细胞和血小板与 CMT 共分离。
.0003 夏科-马里-图斯病，主要中间 B，伴中性粒细胞减少症
DNM2、LYS558 删除
比利时一个患有显性中间型夏科-马里-图思病和相关中性粒细胞减少症（CMTDIB；606482），Zuchner et al.（2005）鉴定出DNM2基因中1672至1674位核苷酸（1672_1674delAAG）的缺失，导致单个氨基酸lys558的缺失。在 2 个家族中发现了 lys558 的异常（另见 602378.0002），其中中性粒细胞减少症不是显性中间型夏科-玛丽-图思病的一般特征，与神经病共分离，这表明该残基在外周神经细胞的成熟或存活中具有功能。血细胞。先天性中性粒细胞减少症（202700）是由弹性蛋白酶2基因（ELA2；130130），对应到19p13.3。在比利时家族中，Zuchner等人（2005）通过对所有编码外显子的序列分析，排除了ELA2突变是中性粒细胞减少症的原因。
在 Zuchner 等人（2005）报道的对比利时家庭的随访中，Claeys 等人（2009）发现 1 名突变携带者患有中性粒细胞减少症和白内障，但没有神经病变的迹象。此外，这个家庭还有5名成员在青少年时期就患有早发性白内障。
.0004 肌病，中心核，1
DNM2、ARG369GLN
法属圭亚那一个家庭的 14 名成员患有常染色体显性中心核肌病（CNM1；160150），Bitoun et al.（2005）在DNM2基因的外显子8中发现了一个杂合的1106G-A突变，导致arg369到gln（R369Q）的取代。
.0005 肌病，中心核，1
DNM2、ARG369TRP
患有常染色体显性遗传性中心核肌病的法国家庭成员（CNM1；160150），Bitoun 等人（2005）在 DNM2 基因的外显子 8 中发现了一个杂合的 1105C-to-T 转换，导致 arg369-to-trp（R369W）取代。
.0006 肌病，中心核，1
DNM2、ARG465TRP
患有常染色体显性遗传性中心核肌病的法国家庭成员（CNM1；160150），Bitoun et al.（2005）在DNM2基因的外显子11中发现了一个杂合的1393C-T转变，导致arg465到trp（R465W）的取代。在另外 5 个携带 CNM1 的家族中也发现了这种突变，其中 2 个是比利时人，1 个是德国人，1 个来自英国，1 个来自美国。
.0007 肌病，中心核，1
DNM2、GLU368LYS
法国先证者患有中心核肌病（CNM1；160150），Bitoun 等人（2005）在 DNM2 基因的外显子 8 中发现了一个杂合的 1102G-to-A 转换，导致 glu368-to-lys（E368K）取代。突变从头发生。
Tosch等人（2006）报道了一名患有中心核肌病的36岁女性的杂合性突变，该女性表现为新生儿肌张力低下、肌无力和眼肌轻瘫。她还携带肌管蛋白相关蛋白14基因（MTMR14；MTMR14）杂合错义突变。611089.0002）。两种突变都是从头发生的。该报告提出了 MTMR14 在某些中心核肌病病例中作为表型修饰剂的可能性。
.0008 腓骨肌萎缩症，轴突，2M 型
DNM2、GLY533CYS
患有2M型常染色体显性轴突夏科-马里-图思病（CMT2M；见606482），Fabrizi et al.（2007）鉴定出DNM2基因中杂合的1597G-T颠换，导致gly533到cys（G533C）的取代。该表型比报道的其他具有 DNM2 突变的 CMT 患者的表型更温和，并且与轴突形式的 CMT 更一致。
.0009 腓骨肌萎缩症，轴突，2M 型
DNM2、LEU566HIS
常染色体显性轴索夏科-玛丽-图思病2M型（CMT2M；参见 606482），Fabrizi et al.（2007）鉴定出 DNM2 基因中的杂合 1697T-A 颠换，导致 leu566 到 his（L566H）的取代。该表型比报道的其他具有 DNM2 突变的 CMT 患者的表型更温和，并且与轴突形式的 CMT 更一致。
.0010 肌病，中心核，1
DNM2、SER619LEU
2例无亲属关系的散发性中心核肌病患者（CNM1；Bitoun et al.（2007）在DNM2基因的第16号外显子中发现了一个从头杂合的1856C-T转变，导致了中间-白细胞C之间底物同源域内的ser619-to-leu（S619L）取代。 。两名患者均具有严重的表型，出生时发病，需要通气和鼻饲，并且运动发育迟缓。另一名表型较轻的无关患者在同一密码子中存在不同的杂合突变（S619W；602378.0011）。
.0011 肌病，中心核，1
DNM2、SER619TRP
散发性中心核肌病（CNM1；160150），Bitoun et al.（2007）在DNM2基因的外显子16中发现了一个从头杂合的1856C-G颠换，导致ser619到trp（S619W）的取代。另外两名表型更严重的无关患者在同一密码子中存在不同的杂合突变（S619L；602378.0010）。
.0012 腓骨肌萎缩症，轴突，2M 型
DNM2、GLY358ARG
一位母亲和她的 2 个成年女儿患有常染色体显性轴索夏科-玛丽-图思病 2M 型（CMT2M；参见 606482），Gallardo 等人（2008）在 DNM2 基因的外显子 7 中发现了一个杂合的 1072G-A 转换，导致中间结构域高度保守的区域发生 gly358 到 arg（G358R）的取代。患者年龄分别为55、32和23，运动神经传导速度分别为33、46和50 m/s。在生命的最初十年中，所有人都出现了进行性步态不稳和足部畸形，包括高弓足和抓脚趾。均出现下肢远端肌肉无力和萎缩，母亲也出现手部无力和萎缩。3例均无踝反射，且均有下肢感觉减退。MRI 研究显示小腿肌肉有脂肪浸润，尤其是前室。远端脂肪浸润增加，足部肌肉组织大量。受影响的肌肉也出现肌肉水肿。在 Gallardo 等人（2008）报道的家族随访中，Claeys 等人（2009）指出该表型与轴突 CMT2 一致。
.0013 致命性先天性挛缩综合症5（1个家庭）
DNM2、PHE379VAL
3名同胞，父母为巴基斯坦近亲所生，患有致死性先天性挛缩综合征-5（LCCS5；615368），Koutsopoulos et al.（2013）在DNM2基因的外显子9中鉴定出纯合的c.1135T-G颠换，导致在DNM2基因的中间结构域中高度保守的残基处发生phe379到val（F379V）的取代。蛋白质。该突变是通过纯合性作图和候选基因测序发现的，在 100 个巴基斯坦对照中不存在，并且在 SNP 数据库中也不存在。患者成纤维细胞的 DNM2 依赖性内吞作用减少了 20%，重组 F379V DNM2 显示 GTPase 活性减少了 20%，这与其作为亚等位基因一致。患者出生时表现出胎动减少、严重肌张力低下和呼吸功能不全。他们有反射消失、缺乏自发运动、关节挛缩、肋骨和骨骼薄弱等症状。此外，所有患者均出现视网膜出血，其中2例有颅内出血迹象（硬膜下血肿和蛛网膜下腔出血）。1 名患者的肌肉活检显示小圆形纤维，有一些集中的细胞核，提示先天性肌病成分，而另一名患者的肌肉活检显示萎缩纤维，无明显的细胞核集中。1 名患者的肌电图检查提示存在肌病或下运动神经元疾病，而另外 2 名患者的肌电图显示神经传导速度较低，提示髓鞘形成不足的神经病或前角疾病。死亡发生在 5 天、19 天和 4 个月大时。父母双方在检查时均表现出反射减弱，母亲的骨骼肌活检显示纤维尺寸变化和集中的细胞核，提示轻度的中心核肌病。
