丝氨酸棕榈酰转移酶，长链基子单元 2; SPTLC2
SPT2
LCB2A
KIAA0526
HGNC 批准的基因符号：SPTLC2
细胞遗传学定位：14q24.3 基因组坐标（GRCh38）：14:77,505,997-77,616,637（来自 NCBI）
▼ 说明
丝氨酸棕榈酰转移酶（SPT；EC 2.3.1.50）是鞘脂生物合成的关键酶。它催化 L-丝氨酸和棕榈酰辅酶 A 依赖吡哆醛-5-磷酸酯缩合生成 3-氧代二氢鞘氨醇（Weiss 和 Stoffel，1997）。
SPT 包含 2 个主要子单元：常见的 SPTLC1 子单元（605712）和 SPTLC2 或其亚型 SPTLC2L（SPTLC3；611120），取决于发生生物合成的组织（Hornemann et al., 2006）。第三个子单元还有 2 个高度相关的亚型，SSSPTA（613540）和 SSSPTB（610412），它们赋予 SPT 酶对酰基辅酶A 的偏好，并且对于最大酶活性至关重要（Han et al., 2009）。
▼ 克隆与表达
Weiss和Stoffel（1997）克隆并鉴定了2条完整的人和鼠cDNA序列，他们将其命名为LCB1（605712）和LCB2。LCB2 cDNA 编码 562 个氨基酸的蛋白质，与小鼠蛋白质的一致性超过 90%。小鼠组织的 Northern 印迹分析揭示了 2.3 kb 的转录本，且普遍表达。Nagase等人（1998）孤立克隆了LCB2，他们将其命名为KIAA0526。他们鉴定出它对应于智人的丝氨酸棕榈酰转移酶子单元B。
通过实时定量PCR分析，Hornemann等人（2006）在所有24个测试的人体组织中检测到普遍存在的SPTLC2表达。SPTLC3（611120）和SPTLC2表现出不同的表达模式，可能反映了鞘脂合成的组织特异性要求。蛋白质印迹分析检测到 65 kD 的 SPTLC2。HEK293 细胞中 SPTLC2 的过表达导致 SPT 活性增加 2 至 3 倍。
▼ 测绘
Hornemann et al.（2006）指出人类SPTLC2基因定位于染色体14q24.3。
Osuka等人（1998）通过FISH将小鼠Sptlc2基因定位到染色体12E。
▼ 分子遗传学
4例无血缘关系的IC型遗传性感觉和自主神经病患者（HSAN1C；Rotthier et al.（2010）在SPTLC2基因中鉴定出3个不同的杂合突变（605713.0001-605713.0003）。体外和体内酵母研究表明，突变导致酶活性部分或完全丧失。此外，这3个突变导致HEK293细胞和患者淋巴母细胞中神经毒性代谢物1-脱氧二氢鞘氨醇的形成。这些发现与导致 HSAN1A 的 SPTLC1 突变观察到的结果相似（Penno et al., 2010），表明存在共同的病理机制。
Murphy等人（2013）在一对患有HSAN1C的母女中发现了SPTLC2基因的杂合错义突变（A182P；605713.0004）。该突变与家庭中的疾病分离。在体外，A182P 突变体显示 L-丝氨酸的 SPT 活性显着降低，L-丙氨酸的活性增加，导致 1-脱氧鞘脂增加。
Ernst等人（2015）在2个HSAN1C无关家族的受影响成员中，在SPTLC2基因中发现了相同的杂合错义突变（S384F；605713.0005）。该突变随着家族中的疾病而分离。HEK293 细胞中 S384F 突变的表达导致 1-脱氧鞘脂增加。
Gantner 等人（2019）在一对患有 HSAN1C、同时患有 2 型黄斑毛细血管扩张症的父子（家庭 3）中发现了 SPTLC2 基因中 S384F 突变的杂合性。没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究。
Triplett et al.（2019）在一名患有 HSAN1C 和 2 型黄斑毛细血管扩张症的 52 岁男性中鉴定出 SPTLC2 基因中 S384F 突变的杂合性。该突变是通过全基因组测序发现的，并通过桑格测序证实。未对该变异进行功能研究，但患者血浆 1-deoxySL 水平升高。
Suriyanarayanan等人（2019）在一个患有HSAN1C的德国家庭的5名受影响成员中发现了SPTLC2基因的杂合错义突变（N177D；605713.0006）。该突变是通过下一代测序发现的，并通过桑格测序证实，与家族中的疾病分离。体外功能表达研究表明，N177D 变体更喜欢使用丙氨酸作为底物，导致与野生型相比，1-脱氧SL 形成增加。与其他 HSAN1 突变体类似，在高水平丙氨酸或丝氨酸存在的情况下，1-脱氧SL 的形成分别受到刺激或抑制。
Wu等人（2019）利用流式细胞术分析发现，携带SPTLC2突变的HSAN1C患者CD8（见186910）阳性T细胞的功能、增殖和存活受损。补充鞘脂和药物抑制内质网（ER）应激诱导的细胞死亡可增强 HSAN1C 患者 CD8 阳性 T 细胞的细胞因子产生、增殖和存活，在 Sptlc2 缺陷型 ct 模型中复制了这一结果（参见动物模型）。
▼ 基因型/表型相关性
Bode 等人（2016）利用转染细胞中的生化测定，评估了先前在 HSAN1C 患者中发现的 SPTLC2 基因中 6 种不同错义变异的酶活性和生化后果。正如之前其他研究表明的那样，所有变体都不会导致活性丧失。与野生型相比，包括 V359M 和 T409M 在内的几种变体没有形成水平升高的神经毒性 1-脱氧SL 化合物，并且没有显示出显着的丙氨酸活性。作者认为这些变异可能不具有致病性。与野生型相比，A182P、G382V 和 S384F 三种突变与 1-脱氧SL 水平升高相关，但与 C20-鞘氨醇水平无关。这些突变与典型的迟发型表型相关，主要表现为感觉和轻度运动障碍。一种突变，I504F，其特征是经典酶活性增加以及 C18-、1-脱氧-和 C20-鞘氨醇碱基的形成增加，后者是该突变的独特且特殊的标志。这种突变与严重的表型相关，其特征是早期出现症状和自主神经损伤。进一步的研究表明，通过口服补充剂增加丝氨酸的可用性，可以减少动物模型和 HSAN1 患者中有毒 1-脱氧SL 的形成。相反，丙氨酸可用性的增加导致 1-脱氧SL 形成增加和神经病理性症状加重。
▼ 动物模型
Lee等（2012）发现，与野生型相比，心脏特异性Sptlc2缺失的小鼠外观正常，体力活动以及血糖、甘油三酯和胆固醇没有变化。Sptlc3 表达在突变小鼠中升高，导致心脏中残留丝氨酸棕榈酰转移酶活性。心脏 Sptlc2 缺乏会减少神经酰胺并改变心脏脂质成分，导致心脏功能受损和扩张型心肌病。从组织学角度来看，突变心脏间质区域的纤维化增加，这与细胞外基质形成相关基因的表达增加有关。免疫印迹分析显示Gsk3-β（GSK3B；605004）在突变心脏中，Ampk-α（PRKAA1；605004）磷酸化没有改变 602739），Gsk3-β的上游激酶。心脏 Sptlc2 缺乏会增加心脏内质网应激和细胞凋亡。
Wu等（2019）发现，抗原刺激和炎症诱导淋巴细胞性脉络膜脑膜炎病毒感染小鼠的Cd8阳性T细胞中Sptlc2表达。小鼠中 T 细胞特异性 Sptlc2 缺陷会导致 mTorc1（见 601231）延长激活和 ER 应激，从而以 Cd8 阳性 T 细胞固有的方式影响抗病毒 T 细胞的形成。此外，鞘脂谱分析表明，Sptlc2 介导鞘脂合成，以防止 mTorc1 过度激活和细胞死亡。Sptlc2 的 T 细胞缺陷减少了鞘脂生物合成通量，并通过 Cd8 阳性 T 细胞中的蛋白磷酸酶延长了 mTorc1 的激活时间。补充鞘脂和对 ER 应激诱导的细胞死亡进行药理抑制可部分恢复 Sptlc2 缺陷型 T 细胞的体外和小鼠模型功能、存活和增殖。
▼ 等位基因变异体（6个精选例子）：
.0001 神经病，遗传性感觉，IC 型
SPTLC2、GLY382VAL
2 名成年发病的无关亲属遗传性感觉神经病 IC（HSN1C；Rotthier et al.（2010）在 SPTLC2 基因中发现了一个杂合的 1145G-T 颠换，导致假定的 PLP 结合域中高度保守的残基被 gly382 替换为 val（G382V）。2 例患者均出现下肢远端感觉丧失，但 1 例患者的表型更为严重，包括上肢受累、感觉迟钝和骨髓炎。在 300 名欧洲对照个体中未发现该突变。HEK293 细胞和酵母的体外功能表达研究表明，该突变导致酶功能完全丧失（通过二氢鞘氨醇形成的缺乏来衡量）。根据细菌酶的结构，G382 残基位于推定的 SPT 催化结构域中。该突变还被发现会导致 HEK293 细胞和患者淋巴母细胞中形成神经毒性代谢物 1-脱氧二氢鞘氨醇。
.0002 神经病，遗传性感觉，IC 型
SPTLC2、VAL359MET
IC型遗传性感觉神经病（HSN1C；Rotthier et al.（2010）在SPTLC2基因中发现了一个杂合的1075G-A转换，导致高度保守的残基被val359-to-met（V359M）取代。 613640）。患者 52 岁时出现远端感觉丧失，伴有溃疡、骨髓炎和右大脚趾截肢。在 300 名欧洲对照个体中未发现该突变。HEK293 细胞和酵母的体外功能表达研究表明，与野生型相比，突变导致酶功能部分丧失，通过二氢鞘氨醇形成减少来衡量。该突变还被发现会导致 HEK293 细胞和患者淋巴母细胞中形成神经毒性代谢物 1-脱氧二氢鞘氨醇。
Bode et al.（2016）通过对转染细胞进行生化分析发现，与野生型相比，V359M 变体并未导致酶活性丧失。与野生型相比，它也没有形成水平升高的神经毒性 1-脱氧SL 化合物，并且没有显示出显着的丙氨酸活性。作者认为这种变异可能不具有致病性。
.0003 神经病，遗传性感觉和自主神经病，IC 型，严重
SPTLC2、ILE504PHE
患有 IC 型遗传性感觉和自主神经病（HSAN1C；Rotthier et al.（2010）在SPTLC2基因中发现了一个从头杂合的1510A-T颠换，导致高度保守的残基处发生ile504-to-phe（I504F）取代。该患者患有严重的疾病，5岁时出现步态困难、远端感觉丧失并伴有溃疡和肌肉无力，以及无汗症。在 300 名欧洲对照个体中未发现该突变。HEK293 细胞和酵母的体外功能表达研究表明，与野生型相比，突变导致酶功能部分丧失，通过二氢鞘氨醇形成减少来衡量。该突变还被发现会导致 HEK293 细胞和患者淋巴母细胞中形成神经毒性代谢物 1-脱氧二氢鞘氨醇。
基于体外功能酶学研究，Bode等人（2016）发现I504F变体的特点是与野生型相比，经典酶活性增加，以及C18-、1-脱氧-和C20-鞘氨醇碱基的形成增加，后者是该突变的独特且特殊的标志。
.0004 神经病，遗传性感觉和自主神经病，IC 型
SPTLC2、ALA182PRO
一对患有遗传性感觉和自主神经病 IC 型（HSAN1C；613640），Murphy et al.（2013）在SPTLC2基因中发现了一个杂合的c.544G-C颠换，导致ala182-to-pro取代（A182P; 605713.0004）。在体外，A182P 突变体显示 L-丝氨酸的 SPT 活性显着降低，L-丙氨酸的活性增加，导致 1-脱氧鞘脂增加。
.0005 神经病，遗传性感觉和自主神经病，IC 型
SPTLC2、SER384PHE
2个无血缘关系家庭的受影响成员患有遗传性感觉和自主神经病IC型（HSAN1C；613640），Ernst et al.（2015）在SPTLC2基因中发现了杂合的c.1151C-T转换，导致哺乳动物中保守残基处的ser384到phe（S384F）取代。该突变随着家族中的疾病而分离。在 478 个对照染色体、千基因组计划或 ESP65000 数据库中均未发现该变异。HEK293 细胞中 S384F 突变的表达导致 1-脱氧鞘脂增加。
Gantner 等人（2019）在一对患有 HSAN1C、同时患有 2 型黄斑毛细血管扩张症的父子（家庭 3）中发现了 SPTLC2 基因中的杂合 S384F 突变。没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究。
Triplett et al. (2019) 在一名患有 HSAN1C 和 2 型黄斑毛细血管扩张症的 52 岁男性中，在 SPTLC2 基因中发现了杂合 S384F 突变。该突变是通过全基因组测序发现的，并通过桑格测序证实。未对该变异进行功能研究，但患者血浆 1-deoxySL 水平升高。
.0006 神经病，遗传性感觉和自主神经病，IC 型
SPTLC2、ASN177ASP
一个德国家庭的 5 名受影响成员患有 IC 型遗传性感觉和自主神经病（HSAN1C；Suriyanarayanan et al.（2019）在 SPTLC2 基因中发现了一个杂合的 c.529A-G 转换，导致高度保守的残基发生 asn177 到 asp（N177D）的取代（N177D）。该突变是通过下一代测序发现的，并通过桑格测序证实，与家族中的疾病分离。体外功能表达研究表明，N177D 变体更喜欢使用丙氨酸作为底物，导致与野生型相比，1-脱氧SL 形成增加。与其他 HSAN1 突变体类似，1-脱氧SL 的形成在高水平的丙氨酸和丝氨酸存在下分别受到刺激或抑制。
