连接粘附分子2; JAM2

果酱,血管内皮; VEJAM
JAM-B

HGNC 批准的基因符号:JAM2

细胞遗传学定位:21q21.3 基因组坐标(GRCh38):21:25,639,258-25,717,562(来自 NCBI)

▼ 说明

连接粘附分子(JAM)家族的成员,如JAM2,在细胞极性、内皮通透性、白细胞迁移和血脑屏障(BBB)功能的调节中发挥着重要作用(Schottlaender et al., 2020总结) )。

▼ 克隆与表达

Palmeri等(2000)通过筛选高内皮细胞(HEC)cDNA和PCR选择文库,然后进行EST数据库分析,孤立出编码JAM2的cDNA,他们将其命名为VEJAM。推导的 298 个氨基酸的 I 型跨膜蛋白与老鼠蛋白有 80% 的一致性。它含有信号肽;237 个残基的胞外部分,具有 2 个 Ig 结构域、4 个保守的半胱氨酸和 2 个 N-糖基化位点;和 38 个氨基酸的细胞质尾。Northern 印迹分析显示 1.2、1.4 和 4.4 kb 转录物广泛表达,其中心脏水平最高,其次是胎盘和淋巴结。RT-PCR 分析检测了 HEC 中的表达。蛋白质印迹分析显示 43 kD 蛋白质的表达,大于预测的 33 kD,很可能是由于 N-糖基化所致。免疫细胞化学分析显示,在扁桃体、心脏内皮以及大血管和小血管的高内皮小静脉中表达,但在上皮或血液白细胞中未发现表达。

Cunningham等(2000)孤立克隆了JAM2。JAM2蛋白与JAM1(605721)蛋白有35%的同一性。除了 Palmeri 等人(2000)指出的结构特征外,Cunningham 等人(2000)在 JAM2 蛋白中鉴定了一个细胞质磷酸化位点和一个 PDZ 结合域。荧光显微镜显示主要在细胞与细胞接触的部位表达。

使用原位杂交,Liang等人(2002)将JAM2的定位扩展到包括肿瘤及其周围的小动脉内皮和炎症部位。此外,他们还检测到睾丸曲细精管上皮生精细胞和胎盘中间滋养层中的表达。

▼ 基因功能

Cunningham 等人(2000)的结合分析表明 JAM2 具有同型相互作用,但与 JAM1 没有关联。JAM2 能够捕获 T 细胞,但不能捕获 B 细胞或单核细胞系,这表明存在反受体,因为白细胞不表达 JAM2。

Liang等人(2002)证实JAM2与T细胞系相互作用,并且观察到与循环天然致命物(NK)细胞、细胞毒性T细胞和树突状细胞的相互作用,但不与B细胞、中性粒细胞或单核细胞相互作用。免疫沉淀分析表明,JAM2 与 NK 细胞上表达的 40 kD 蛋白 JAM3(606871)相互作用。Liang等(2002)提出JAM3是一种功能性JAM2受体。

通过检查 JAM2 与 T 细胞系粘附的阳离子依赖性,Cunningham 等人(2002)鉴定了一种锰增强的结合成分,表明涉及整联蛋白。使用中和整联蛋白抗体,他们表明锰增强的结合成分是由于 JAM2 和 ITGA4(192975)/ITGB1(135630)之间的相互作用所致。然而,只有在 JAM2 预先粘附到 JAM3 后,才会发生相互作用。Cunningham 等人(2002)确定所有这些配体的结合都是通过 JAM2 的 Ig 样折叠中的非酸性残基发生的。ITGA4 的抑制剂 TBC772 减弱了锰增强的结合。

Gliki et al.(2004)发现JAM-B存在于小鼠中支持细胞与圆形和细长精子细胞之间的连接斑块中。由于JAM-B和JAM-C(606871)是具有免疫细胞粘附功能的反受体,Gliki et al.(2004)探讨了这2种JAM蛋白可能介导支持细胞和精子细胞之间相互作用的可能性。双免疫荧光显示生精小管内腔存在重叠的 JAM-B 和 JAM-C 信号。高放大倍数图像表明,JAM-B 由连接斑块处的支持细胞呈递,并且可能为与精子细胞上发现的 JAM-C 的反式相互作用提供伙伴。因此,Gliki et al.(2004)提出,不同JAM蛋白在连接斑块处的接触可能对于支持细胞-精子细胞通讯和精子细胞分化至关重要。

不同类型的视网膜神经节细胞对不同的视觉特征做出反应,例如光强度的增加或减少(分别为ON和OFF细胞)。Kim等(2008)通过转基因标记方法证明JAM-B在小鼠体内标记了一类OFF的视网膜神经节细胞。这些细胞具有不对称的树突乔木,在视网膜上从背侧到腹侧方向排列。它们的感受野也是不对称的,并且选择性地响应从体体到树突方向移动的刺激。因为晶状体反转了视网膜上的世界图像,所以这些细胞检测到视野中的向上运动。因此,Kim 等人(2008)得出结论,JAM-B 识别了一个独特的视网膜神经节细胞群,其中的结构与功能显着对应。

Kobayashi et al.(2014)在斑马鱼中表明,Notch(参见 190198)信号传导决定了造血干细胞(HSC)的命运,因为它们共享的血管前体细胞迁移穿过体节的腹面,并且连接粘附分子介导了这种所需的 Notch 信号转导。HSC 前体表达 jam1a(与人 JAM1, 605721 直系同源)并轴向迁移穿过腹侧体节,其中表达 jam2a(与人 JAM2 直系同源)和 Notch 配体 dlc 和 dld。尽管 Notch 配体或受体基因的表达没有改变,但 jam1a 功能的丧失导致了 Notch 信号传导的丧失和 HSC 的损失。强制激活共享血管前体细胞中的 Notch 可以挽救 jam1a 或 jam2a 缺陷胚胎中的 HSC。Kobayashi et al.(2014)得出结论,Jam1a-Jam2a相互作用促进了必要的Notch信号从体节到HSC前体的转导,并且这些事件发生在背主动脉形成之前。

▼ 基因结构

Cunningham等(2000)通过基因组序列分析确定JAM2基因含有10个外显子,跨度近75 kb。

▼ 测绘

Palmeri等(2000)和Cunningham等(2000)通过基因组序列分析将JAM2基因定位到染色体21q21.2。

▼ 分子遗传学

3个无血缘关系的中国家庭的4例常染色体隐性遗传特发性基底节钙化-8(IBGC8; 618824),Cen et al.(2020)鉴定出JAM2基因的纯合或复合杂合突变(606870.0001-606870.0004)。通过纯合性作图和全基因组测序相结合,发现了第一家族中的近亲突变,并通过桑格测序证实。随后,通过对 398 名患有类似疾病的先证者进行 JAM2 基因桑格测序,发现了随后 2 名不相关患者的突变。这些突变在可用的亲本 DNA 中在家族中分离,但在 gnomAD 数据库中并未发现。两个突变导致功能完全丧失,如转染的 CHO 细胞中缺乏蛋白质表达所证明的那样,而两个突变虽然表达,但预计会干扰正常的蛋白质功能。作者推测,这些突变损害了细胞间的粘附功能,并降低了大脑中神经血管单元的完整性。

Schottlaender等人(2020)在来自4个无关家族的7名IBGC8患者中鉴定出JAM2基因纯合或复合杂合突变(606870.0005-606870.0008)。这些突变是通过外显子组测序发现并通过桑格测序证实的,在可获取父母 DNA 的 3 个家庭中与该疾病分离。纯合无义突变患者细胞的研究(R229X;606870.0005)显示与对照相比,突变体 mRNA 减少,与无义介导的 mRNA 衰减一致,并且 JAM2 蛋白缺失,与功能丧失一致。作者推测,这些突变导致了细胞间粘附缺陷和大脑神经血管单元中溶质运动功能障碍,从而导致了这种疾病。

▼ 动物模型

Schottlaender 等人(2020)发现,与对照组相比,Jam2 缺失小鼠出现了年龄依赖性的显着行走和步态异常。大脑神经病理学分析显示,中脑、丘脑、大脑和小脑皮质中存在年龄依赖性进行性显着空泡化。这些变化与反应性星形胶质细胞增生、小胶质细胞激活和神经元密度降低有关。在脊髓切片中也观察到类似的结果。然而,没有证据表明突变小鼠的大脑或脊髓存在矿化或钙化。

▼ 等位基因变异体(8个精选示例):

.0001 基底神经节钙化,特发性,8,常染色体隐性遗传

JAM2,1-BP DEL,140T

2名同胞,父母为中国近亲(家庭1)所生,患有常染色体隐性遗传性特发性基底节钙化-8(IBGC8;618824),Cen et al.(2020)在JAM2基因中发现了一个纯合的1-bp缺失(c.140delT, NM_011219.4),导致移码和提前终止(Leu48Ter)。该突变是通过纯合性作图和全基因组测序相结合发现的,并通过桑格测序证实,与该家族中的疾病分离。它不存在于 gnomAD 数据库中。预计所得蛋白会导致 JAM2 蛋白功能和亚细胞定位的所有 3 个重要功能域和基序丢失。未对患者细胞进行功能研究,但蛋白质印迹分析显示,CHO 细胞中突变的表达完全缺失 JAM2 蛋白,这与功能丧失一致。Wang等人(2015)之前报道了这些患者。

.0002 基底节钙化,特发性,8,常染色体隐性遗传

JAM2、MET1?

一名37岁中国女性,近亲父母(家庭2)所生,患有常染色体隐性遗传性特发性基底节钙化-8(IBGC8;618824),Cen et al.(2020)在JAM2基因中发现了一个纯合的c.1A-G转换(c.1A-G, NM_021219.4),预计会破坏乙酰起始密码子(Met1?)或导致使用替代的下游起始密码子导致蛋白质缺乏重要的功能域。这种突变是通过直接桑格测序发现的,与家族中的疾病分离。它不存在于 gnomAD 数据库中。未对患者细胞进行功能研究,但蛋白质印迹分析显示,CHO 细胞中突变的表达完全缺失 JAM2 蛋白,这与功能丧失一致。

.0003 基底神经节钙化,特发性,8,常染色体隐性遗传

JAM2、TRP168CYS

一名 50 岁女性,非亲属父母(家庭 3)所生,常染色体隐性遗传性特发性基底神经节钙化-8(IBGC8;618824),Cen et al.(2020)鉴定出JAM2基因中的复合杂合突变:c.504C-G颠换(c.504C-G, NM_021219.4),导致trp168-to-cys(W168C)取代,以及c.(67+1_68-1)_(394+1_395-1)突变(606870.0004)预计会导致帧内del/ins变化(Tyr23_Val131delinsLeu),删除外显子2-4。这些突变是通过直接桑格测序发现的,但在 gnomAD 数据库中不存在。未受影响的母亲携带错义变体;未受影响的父亲已经去世。两种突变都影响高度保守的功能域。未对患者细胞进行功能研究,但通过蛋白质印迹分析,CHO 细胞中突变的表达表明存在全长和截短的蛋白质。全长蛋白质主要定位于细胞质,而较短的蛋白质定位于质膜。

.0004 基底节钙化,特发性,8,常染色体隐性遗传

JAM2、EX2-4DEL

用于讨论JAM2基因中的c.(67+1_68-1)_(394+1_395-1)突变,(c.(67+1_68-1)_(394+1_395-1),NM_021219.4) ,预计会导致框内 del/ins(Tyr23_Val131delinsLeu),删除外显子 2-4,在常染色体隐性特发性基底节钙化-8(IBGC8;)患者中发现复合杂合状态。618824),Cen 等人(2020),参见 606870.0003。

.0005 基底神经节钙化,特发性,8,常染色体隐性遗传

JAM2、ARG229TER

来自2个无血缘关系的近亲家庭(家庭1和2)的5名患者,均来自英格兰和北爱尔兰的旅行者社区,患有常染色体隐性特发性基底神经节钙化-8(IBGC8;618824),Schottlaender et al.(2020)在JAM2基因中发现了一个纯合的c.685C-T转换(c.685C-T, NM_021219),导致arg229到ter(R229X)的取代和缺失的截短蛋白跨膜区和细胞质区。该突变是通过纯合性作图和外显子组测序相结合发现的,并通过桑格测序证实,与家族中的疾病分离。在公开数据库或超过 10,000 个外显子组的内部数据库中均未发现该变体处于纯合状态,但在 gnomAD 数据库中以杂合状态发现了该变体(280,662 中有 6 个;MAF,2×10(-5))。对患者细胞的 RT-PCR 分析显示,与对照相比,突变 mRNA 减少,与无义介导的 mRNA 衰减一致,而蛋白质印迹分析证实不存在该蛋白质,与功能丧失一致。

.0006 基底神经节钙化,特发性,8,常染色体隐性遗传

JAM2,c.395-1dupG

一名 14 岁男孩,父母无血缘关系,来自美国(家庭 3),患有常染色体隐性遗传特发性基底神经节钙化-8(IBGC8;618824),Schottlaender et al.(2020)鉴定了 JAM2 基因中的复合杂合突变:内含子 4 中出现 1-bp 重复(c.395-1dupG, NM_021212),插入 G 作为外显子 5 的第一个碱基,预计会导致移码和提前终止(Val132GlyfsTer9),以及c.323G-A转变,导致arg108到his(R108H;606870.0007)在 Ig 样 C2 型结构域中高度保守的残基处进行取代。这些突变是通过基于三重体的外显子组测序发现的,并通过桑格测序证实,与家族中的疾病分开。gnomAD数据库中曾报道过R108H处于杂合状态(1 in 31,408; 1 in 31,408; 1 in 31,408; MAF, 3.0 x 10(-5))和GeneDx内部数据库中的3倍(167,854中3个;MAF,2×10(-5))。该剪接位点变异在所有公共数据库中均不存在,但在 GeneDx 内部数据库中以杂合状态出现了 5 次(171.284 中 5 次;MAF,3×10(-5))。没有进行变异的功能研究和患者细胞的研究。

.0007 基底神经节钙化,特发性,8,常染色体隐性遗传

JAM2、ARG108HIS

讨论 JAM2 基因中的 c.323G-A 转变(c.323G-A, NM_021219),导致 arg108-to-his(R108H) 取代,在常染色体隐性遗传患者的复合杂合状态中发现特发性基底节钙化-8(IBGC8;618824),Schottlaender 等人(2020),参见 606870.0006。

.0008 基底节钙化,特发性,8,常染色体隐性遗传

JAM2、4-BP DEL、177CAGA

一名7岁女孩,父母是土耳其近亲(家庭4)所生,患有常染色体隐性遗传性特发性基底神经节钙化-8(IBGC8;618824),Schottlaender et al.(2020)在JAM2基因中发现了一个纯合的4-bp缺失(c.177delCAGA, NM_021219),导致移码和提前终止(Arg60Ter)。该突变是通过外显子组测序发现的,尚未在任何公共数据库中报道。没有对该变体进行功能研究,也没有对患者细胞进行研究,但预计该变体会导致截短的蛋白质缺乏多个功能域,这与功能丧失一致。

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