Nexilin F-肌动蛋白结合蛋白; NEXN

NEXILIN，大鼠，同源物
Nexilin 样蛋白; NELIN

HGNC 批准的基因符号：NEXN

细胞遗传学定位：1p31.1 基因组坐标（GRCh38）：1:77,888,624-77,943,895（来自 NCBI）

▼ 说明

NEXN是一种丝状肌动蛋白（F-actin；参见 102560）-定位于焦点接触并可能参与细胞粘附和迁移的结合蛋白（Ohtsuka et al., 1998；王等，2005）。

▼ 克隆与表达

Ohtsuka 等人（1998）分别从大脑和培养的成纤维细胞中克隆了大鼠 nexilin 的 2 个剪接变体，他们将其称为 b-nexilin 和 s-nexilin。nexilin这个名字来自拉丁词nexilis，意思是“结合在一起”。全长b-nexilin包含一个N端F-肌动蛋白结合结构域（ABD），后面是一个间隔区，一个卷曲螺旋区域，第二个 ABD 和一个长的 C 端尾。相比之下，s-nexilin 缺乏 N 端 ABD，并且在 C 端尾部有一个插入。免疫荧光显微镜显示，b-nexilin 和 s-nexilin 与 F-肌动蛋白共定位于应力纤维末端的焦点接触处。神经连接蛋白并不定位于细胞与细胞的连接处。蛋白质印迹分析在大鼠脑、睾丸、脾脏以及培养的啮齿动物成纤维细胞中检测到表观分子量高于 90 kD 的 nexilin 蛋白。在肝脏、肾脏或上皮细胞系中均未检测到这两种蛋白质。Wang et al.（2010）指出全长nexilin蛋白含有675个氨基酸。

通过对从心脏cDNA文库获得的克隆进行测序并通过EST数据库分析，Zhao等人（2001）克隆了人nexilin，他们将其称为NELIN。推导的 493 个氨基酸的蛋白质包含一个 N 端 FERIN 样结构域，随后是一个 ABD 和一个 C 端免疫球蛋白结构域。它还具有 2 个核定位信号。Northern 印迹分析仅在成人和胎儿心脏和骨骼肌中检测到主要的 4.0-kb 转录本。仅在成人和胎儿心脏中检测到了一个较小的 2.7-kb 转录物，代表由Zhao等人（2001）克隆的NELIN cDNA。

Wang等（2005）利用RT-PCR从脐静脉壁mRNA中克隆了NELIN。推导的蛋白质含有447个氨基酸。Northern 印迹分析在心脏和骨骼肌中检测到约 3.0 kb 的主要转录本。荧光标记的 NELIN 主要定位于转染的 HeLa 细胞的细胞质，并在核周有一定浓度。NELIN 与 F-肌动蛋白共定位。

Hassel等人（2009）利用全反义RNA原位杂交发现，NEXN表达首先在发育中的体节和斑马鱼心管中检测到，并且在整个胚胎发生过程中始终仅限于心脏和骨骼肌。

▼ 基因结构

Wang et al.（2010）指出NEXN基因包含13个外显子。

▼ 测绘

通过基因组序列分析，Zhao et al.（2001）将NEXN基因定位到染色体1p32-p31。

Hassel et al.（2009）指出NEXN基因对应到染色体1p31.1。

▼ 基因功能

Ohtsuka等人（1998）使用F-肌动蛋白和重组大鼠nexilin的缺失构建体进行共沉淀分析，结果表明b-nexilin有2个ABD，而s-nexilin有一个ABD。卷曲螺旋区域和第二个 ABD 是 b-nexilin 和 s-nexilin 在焦点接触处的定位所必需的。用肌球蛋白（参见 160730）预处理 F-肌动蛋白，亚片段 1 沿 F-肌动蛋白侧面结合，抑制 F-肌动蛋白与 b-nexilin 的结合。这种抑制作用被 MgATP 逆转，从而解离肌动蛋白-肌球蛋白复合物。B-nexilin（而非 s-nexilin）增加了 nexilin-F-肌动蛋白复合物的粘度，电子显微镜显示粘度增加是由于 b-nexilin 形成 F-肌动蛋白交联所致。神经连接蛋白-F-肌动蛋白结合的化学计量似乎是每约9个肌动蛋白分子1个b-神经连接蛋白分子和每约10个肌动蛋白分子1个s-神经连接蛋白分子。Ohtsuka et al.（1998）得出结论，nexilins 沿着 F-actin 两侧结合，b-nexilin 的第二个 ABD 参与 F-actin 交联。

Wang et al.（2005）发现表位标记的NELIN与来自大鼠PC12细胞的F-肌动蛋白共免疫沉淀。与对照细胞相比，过表达 NELIN 的 HeLa 细胞显示出细胞迁移增加和粘附增强。

Hassel等人（2009）通过注射吗啉灭活斑马鱼nexilin并观察到严重心力衰竭的发展。作者发现，Nexilin 对于早期心脏发育、心肌细胞的分化和收缩元件的表达是不可或缺的，但对心肌细胞超微结构的分析表明，尽管在缺乏 Nexilin 的斑马鱼心脏中，粗细丝的初级组织是正常的，肌节单位被破坏并经常从不规则且模糊的 Z 盘上分离，使肌节支离破碎。随着胚胎在受精后 48 至 72 小时老化，肌节损伤变得更加广泛，这表明 nexilin 在维持 Z 盘和肌节完整性方面发挥着重要作用，而不是在这些结构的初级组装中发挥重要作用。增加机械应变会加剧缺乏 Nexilin 的骨骼肌中的 Z 椎间盘损伤，这意味着 Nexilin 在保护 Z 椎间盘免受机械损伤方面具有独特的作用。免疫沉淀-蛋白质印迹分析表明，Nexilin 在心脏 Z 盘处与 α-actin（见 102540）、β-actin（102630）和 α-actinin（见 102575）形成复合物。

Hu等（2019）发现，与健康主动脉组织相比，NEXN及其反义长非编码RNA（lncRNA）NEXNAS1（618370）在人动脉粥样硬化斑块中的表达较低。血管内皮细胞中 NEXNAS1 的过表达会增加 NEXN 的表达，而 NEXNAS1 的敲除会减少 NEXN 的表达。体外实验表明，NEXNAS1 与 NEXN 基因的 5 素侧翼区域相互作用。NEXNAS1的5-prime区域也与染色质重塑蛋白BAZ1A（605680）相互作用。血管内皮细胞中 BAZ1A 的敲低导致 NEXN 5-prime 侧翼区域染色质处于开放状态，从而导致 NEXN 表达增加，并且这种效应通过 NEXNAS1 表达增加而增强。NEXNAS1和NEXN表达增加抑制TLR4（603030）/NF-kappa-B（见164011）通路，下调内皮细胞炎症基因的表达，减少单核细胞与内皮细胞的粘附。

▼ 分子遗传学

扩张型心肌病1CC

由于有证据表明 Nexilin 缺失会导致斑马鱼严重心肌病，Hassel 等人（2009）分析了 90 名诊断为特发性扩张型心肌病（CMD）患者的 NEXN 基因，并鉴定了 3 bp 缺失的杂合性（G650del；613121.0001）2例CMD1CC（613122）患者。对另外 910 名 CMD 患者的整个 NEXN 编码序列进行筛查，发现另外 4 名患者存在 G650del 突变。此外，还检测到2个杂合错义突变，2例患者为Y652C（613121.0002），1例患者为P611T（613121.0003）。在 1,251 名年龄、性别、种族和地理位置匹配的对照中没有发现任何突变。所有突变阳性患者都接受了其他已知 CMD 相关基因的突变筛查，但没有发现任何突变。

肥厚型心肌病20

Wang等人（2010）分析了121名无血缘关系的中国汉族CMH患者的NEXN基因，这些患者的8个常见肌丝相关基因突变呈阴性，并在2个先证者中发现了2个杂合错义突变（613121.0004和613121.0005），分别）位于高度保守的残基上，在每个家族中与疾病分离，并且在 192 个种族匹配的对照中没有发现。

▼ 动物模型

Hu et al.（2019）发现，以Apoe（107741）-/-为背景、以西方高脂饮食喂养的Nexn +/-小鼠，其动脉粥样硬化程度更高，Tlr4水平更高，粘附分子、炎症细胞因子的表达增加，和基质金属蛋白酶与 Nexn +/+ Apoe -/- 小鼠相比。相反，与对照组相比，Nexn 过度表达的 Apoe -/- 小鼠的动脉粥样硬化斑块更小。

▼ 等位基因变异体（5个精选例子）：

.0001 心肌病，扩张，1CC

NEXN，3-BP DEL，1948GGA

6例扩张型心肌病（CMD1CC；613122），Hassel et al.（2009）鉴定出NEXN基因中3-bp缺失的杂合性，导致保守的gly650残基（G650del）丢失。在 1,251 个年龄、性别、种族和地理位置匹配的对照中未发现该缺失。一名先证者的一名患有轻度疾病的兄弟携带了该基因缺失，还有一名无症状的 33 岁女儿，她拒绝进一步评估。两名先证者的父亲均未携带该缺失，而两名必然携带者的母亲均死于心力衰竭；2名先证者中的1名还有2名兄弟死于心力衰竭。所有 G650del 携带者在 NEXN 基因周围的大基因组区域上共享相同的单倍型，这表明存在创始人效应。对 G650del 患者心肌活检组织的超微结构分析显示，肌节单位受到破坏，Z 盘分离且模糊，与 NEXN 缺陷斑马鱼中的情况类似。斑马鱼中 G650 删除的 nexilin 的异位表达导致扩张型心肌病，收缩功能显着降低和 Z 盘破坏。注射等量的野生型nexilin对心脏功能或超微结构没有影响，表明突变型nexilin具有显性负效应。

.0002 心肌病，扩张，1CC

NEXN，TYR652CYS

2例扩张型心肌病（CMD1CC；613121），Hassel et al.（2009）鉴定了NEXN基因中1955A-G转变的杂合性，导致高度保守残基处的tyr652-to-cys（Y652C）取代。两名先证者的父母均死于扩张型心肌病；1 名先证者在 60 岁时因进行性扩张型心肌病接受了心脏移植。2个Y652C突变携带者有一个共同的单倍型，与G650del（613121.0001）相关的单倍型不同，表明存在明显的创始人效应；在 1,251 名年龄、性别、种族和地理位置匹配的对照中未发现该突变。对 Y652C 患者心肌活检组织的超微结构分析显示，肌节单位受到破坏，Z 盘分离且模糊，与 NEXN 缺陷斑马鱼中的情况类似。斑马鱼中 Y652C 突变的 nexilin 异位表达导致扩张型心肌病，收缩功能显着降低和 Z 盘破坏。注射等量的野生型nexilin对心脏功能或超微结构没有影响，表明突变型nexilin具有显性负效应。

.0003 心肌病，扩张，1CC

NEXN、PRO611THR

扩张型心肌病患者（CMD1CC；613121），Hassel et al.（2009）鉴定出NEXN基因中1831C-A颠换的杂合性，导致在高度保守的残基上出现pro611到thr（P611T）的取代，而这在1,251个年龄、性别中未发现- 种族和地理匹配的控制。斑马鱼中 P611T 突变的 nexilin 异位表达导致扩张型心肌病，收缩功能显着降低和 Z 盘破坏；注射等量的野生型nexilin对心脏功能或超微结构没有影响，表明突变型nexilin具有显性负效应。

.0004 心肌病，家族性肥厚型，20

NEXN，GLN131GLU

一名 37 岁汉族女性，患有家族性肥厚型心肌病（CMH20；613876），Wang et al.（2010）鉴定了NEXN基因外显子5中391C-G颠换的杂合性，导致N端肌动蛋白中高度保守的残基处出现gln131-to-glu（Q131E）取代。结合域（ABD）。在先证者受影响的兄弟和女儿中也检测到了这种突变，但在她未受影响的女儿或 192 名种族匹配的对照中未发现。C2C12细胞的转染研究表明，突变型nexilin在细胞质中积累，并且Q131E突变型ABD的表达片段完全失去了结合F-肌动蛋白的能力（参见102610）。免疫共沉淀实验表明，Q131E突变降低了全长NEXN与α-actin（102610）的结合，并消除了ABD片段与α-actin之间的相互作用。

.0005 心肌病，家族性肥厚型，20

NEXN，ARG279CYS

一名45岁汉族男性，患有家族性肥厚型心肌病（CMH20；613876），Wang et al.（2010）鉴定了NEXN基因外显子8中835C-T转变的杂合性，导致卷曲螺旋结构域中高度保守的残基处arg279到cys（R279C）的取代。R279C 突变在先证者受影响的父亲和兄弟中检测到，并且在他 12 岁临床无症状的女儿中也存在，但在 192 名种族匹配的对照中未发现。C2C12细胞的转染研究表明，突变的nexilin在细胞质中积累，但与α-actin（102610）的结合没有改变。