神经酰胺合成酶 3；CERS3
LAG1，酿酒酵母，同源物，3; LASS3
HGNC 批准的基因符号：CERS3
细胞遗传学定位：15q26.3 基因组坐标（GRCh38）：15:100,400,395-100,544,683（来自 NCBI）
▼ 说明
神经酰胺是鞘脂的结构主链，也是一种生物活性脂质，在细胞凋亡、分化和细胞周期等细胞过程中发挥作用。LASS 家族的成员，例如 CERS3，从酵母到哺乳动物都是保守的，并起到神经酰胺合酶的作用。神经酰胺合酶催化脂肪酰辅酶A和鞘氨醇碱之间的酰胺键，对于神经酰胺的生产至关重要（水谷等人总结，2006）。
▼ 克隆与表达
Mizutani et al.（2006）通过检索人LASS3数据库，然后对小鼠睾丸进行RT-PCR，克隆了小鼠Lass3。推导的 383 个氨基酸的小鼠蛋白与相同大小的人类蛋白具有约 79% 的同一性。小鼠和人类 LASS3 都有 5 或 6 个跨膜结构域、保守的 Lag1 基序和 C 端谷氨酸延伸，并且它们缺乏 N-糖基化位点。Mizutani等人（2006）也克隆了一个小鼠Lass3剪接变体，Lass3-long，它编码一个419个氨基酸的蛋白质，与较短的亚型相比，在其N末端多了36个氨基酸。对 13 只小鼠组织的 Northern 印迹分析显示，3.4-kb 转录物在睾丸中强表达，在皮肤中弱表达，在其他组织中无表达。
▼ 基因结构
Mizutani et al.（2006）指出，人类CERS3基因有一个单一的外显子，而小鼠基因有一个额外的、选择性剪接的外显子。
▼ 测绘
Gross（2013）根据CERS3序列（GenBank BC034970）与基因组序列（GRCh37）的比对，将CERS3基因定位到染色体15q26.3。
▼ 基因功能
Mizutani et al.（2006）发现，小鼠Lass3任一亚型的表达都会导致中长链神经酰胺的合成，具有广泛的底物偏好。
Radner等人（2013）利用抗体靶向证明了表皮颗粒层和角质层界面处存在CERS3蛋白。角质形成细胞裂解物的免疫印迹显示 CERS3 在基础状态（第 0 天）表达，并在分化过程中表达水平升高。
▼ 分子遗传学
Radner et al.（2013）在来自 3 个突尼斯近亲家庭的 4 名具有 Weill-Marchesani 样综合征（613195）特征且同时表现出全身性鱼鳞病的患者中，在染色体 15q36.3 上的 SNP rs1080492 和 rs7179355 之间发现了一个 100 kb 的缺失，包含 ADAMTS17 基因的前 3 个外显子、非编码 RNA FLJ42289 的完整序列以及 CERS3 基因的外显子 13（包括 3 素 UTR）。一名无关的突尼斯孤立性鱼鳞病患者的 CERS3 基因测序（ARCI9；615023）揭示了一个纯合剪接位点突变（615276.0001），该突变在96个人群匹配的对照中未发现，这表明之前未报告的Weill-Marchesani样综合征患者的皮肤表型是由于CERS3基因部分缺失所致。将患者皮肤与健康对照者的皮肤进行比较分析表明，突变的 CERS3 影响人类皮肤的终末分化过程。
在一个分离常染色体隐性先天性鱼鳞病的大型多近亲5代家族的受影响成员中，Eckl等人（2013）鉴定了CERS3基因（W15R；W15R；615276.0002）在 200 个对照染色体中未发现。对另外 80 名 ARCI 先证者（已知 ARCI 相关基因突变呈阴性）的 CERS3 分析显示没有进一步的突变。C26-CoA N-酰化测定表明，W15R 突变失活，在终末分化的患者角质形成细胞中，具有很长酰基链（C26 至 C34）的神经酰胺发生特异性丢失。在患者皮肤中观察到外皮蛋白（147360）、兜甲蛋白（152445）和聚丝蛋白（135940）表达上调和扩大；12R-LOX（ALOX12B）的表达；603741）明显上调，并且在棘层深处也可见，而对照皮肤仅存在于上颗粒层中。与对照相比，ALOX12B 和 ALOXE3（607206）的相对定量结果分别增加了 232% 和 149%。对重建患者皮肤的分析显示，表皮分化受到干扰，成熟较早，表皮屏障功能受损。
▼ 动物模型
在脱落之前，生精中间体转化为连接克隆子细胞的稳定的富含鞘脂的细胞间桥。Rabionet et al.（2015）发现，小鼠Cers3在细胞间桥中精子特异性超长多不饱和鞘糖脂锚成熟的最后步骤之一中发挥作用。小鼠生殖细胞中 Cers3 的特异性缺失表明 Cers3 对于细胞间桥的成熟至关重要。Cers3的耗竭导致睾丸质量随年龄增长而减少，并伴有肾小管萎缩、精子发生、细胞凋亡和多核巨细胞形成受阻。生殖细胞特异性 Cers3 敲除小鼠的睾丸中所有超长鞘脂均丢失。作者发现，正常人睾丸中的神经酰胺和鞘磷脂含有超长多不饱和锚，具有 26 至 32 个碳原子和 2 至 4 个双键。正常睾丸中的这些水平与高 CERS3 mRNA 相关，而来自仅支持细胞患者的睾丸（参见 400042）的 CERS3 表达要低得多，并且没有超长多不饱和神经酰胺和鞘磷脂。
▼ 等位基因变异体（2个精选例子）：
.0001 鱼鳞病，先天性，常染色体隐性遗传 9
CERS3、IVS9DS、GT、+1
一名 30 岁突尼斯女性，患有常染色体隐性遗传先天性鱼鳞病（ARCI9；615023），Radner et al.（2013）鉴定了 CERS3 基因外显子 9 剪接供体位点处 c.609+1G-T 颠换的纯合性。在 96 个人群匹配的对照中未发现该突变。对患者 PCR 产物的测序表明，该突变导致外显子 9 的跳跃，导致 93 bp 的框内缺失。对患者皮肤活检的免疫荧光分析未显示 CERS3 染色，表明突变表皮中不存在功能蛋白；免疫印迹证实了这一点，免疫印迹在基础条件下或角质形成细胞分化的后期阶段没有检测到突变角质形成细胞中的全长或截短的CERS3。与这些结果一致，与对照样品相比，患者角质形成细胞的脂质提取物显示以鞘氨醇和植物鞘氨醇作为鞘氨醇碱的极长链神经酰胺显着减少，并且酰基神经酰胺、葡萄糖酰基神经酰胺和葡萄糖基神经酰胺的水平显着降低。相反，与对照样本相比，患者角质形成细胞中具有中链至长链酰基部分的神经酰胺水平略有但显着增加。K14（148066）是未分化角质形成细胞的标志物，在健康对照皮肤中，其染色仅限于基底层（1 或 2 细胞层），而在患者皮肤中，K14 染色延伸至上层细胞层。此外，对照和患者皮肤中增殖标记物Ki-67（176741）的免疫标记与K14表达模式相对应，表明突变皮肤中表皮分化延迟和增殖细胞数量增加。终末分化角质形成细胞标记物的免疫荧光染色显示，与对照样本相比，患者皮肤的上层棘层和颗粒层增厚。总而言之，这些发现表明突变的 CERS3 影响人类皮肤的终末分化过程。
.0002 鱼鳞病，先天性，常染色体隐性遗传 9
CERS3、TRP15ARG
在一个大型多近亲结婚 5 代家族的受影响成员中，孤立常染色体隐性先天性鱼鳞病（ARCI9；615023），Eckl et al.（2013）鉴定了CERS3基因外显子4中c.43T-C转变的纯合性，导致高度保守残基处的trp15-to-arg（W15R）取代。该突变与家族中的疾病完全分离，并且在 200 名对照中未发现。RT-PCR 显示患者角质形成细胞中的 CERS3 mRNA 减少至野生型水平的 70%。免疫组织化学显示，与野生型相比，患者皮肤中 CERS3 信号略有减弱但范围更广。对角质形成细胞裂解物的分析显示，患者细胞匀浆的 C26 神经酰胺合成水平明显降低，液相色谱/串联质谱法显示患者角质形成细胞中极长链神经酰胺的严重缺乏。表达野生型 CERS3 的 HEK 细胞的匀浆显示出使用 C26-CoA 的 N-酰化，而表达突变型 CERS3 的 HEK 细胞的裂解物中几乎完全缺乏这种 N-酰化。从患者培养的角质形成细胞和成纤维细胞建立的三维全层皮肤模型显示，与对照组相比，CERS3 的表达更广泛，并延伸至早期表皮层；电子显微镜显示角质层增厚、致密，具有不均匀的薄片和规则出现的角质化细胞包膜。此外，透明角质蛋白的数量减少，并且上基底上层中仅存在单个板层体。Eckl 等人（2013）指出，这些发现表明角质化过程不成熟，并且渗透测定显示与对照组相比，患者模型的渗透性屏障活性降低。
