ATPase,H+ 转运,溶酶体,V0 子单元 A,异构体 4;ATP6V0A4
ATP 酶,H+ 转运,溶酶体,非催化辅助蛋白 1B;ATP6N1B
ATP6N2
液泡蛋白泵,子单元 2;VPP2
HGNC 批准的基因符号:ATP6V0A4
细胞遗传学定位:7q34 基因组坐标(GRCh38):7:138,706,294-138,798,196(来自 NCBI)
▼ 说明
液泡型质子泵有助于维持细胞内或特殊质膜上的酸碱稳态。这些泵由 13 个子单元组成,形成 2 个功能域:其中 ATP 水解为质子运动提供能量的 V1 域,以及发生质子易位的膜锚定 V0 域。ATP6V0A4 是形成 V0 结构域的子单元之一(Golder 和 Karet Frankl,2016)。
▼ 克隆与表达
通过对染色体7q33-q34上的候选基因进行测序,确定了一种常染色体隐性遗传性远端肾小管酸中毒(DRTA3;Karet等人(1999)、Smith等人(2000)鉴定了ATP6N1B基因(602722)。ATP6N1B 编码 H(+)-ATP 酶液泡质子泵的推导的 840 个氨基酸、116 kD 肾脏特异性亚型。ATP6N1B 蛋白与其他人类 116-kD 子单元 ATP6N1A(ATP6V0A1; )分别具有 61% 和 47% 的氨基酸同一性。192130)和OC116(TCIRG1;604592),与大鼠、牛和小鼠 116-kD 子单元有大约 60% 的同一性。与其同源物一样,ATP6N1B 预计具有 2 结构域结构。N 端一半是亲水性的,可能在细胞内,而 C 端一半由 6 个假定的跨膜结构域组成,具有短的细胞内 C 端。Northern 印迹分析表明,仅在成人和胎儿肾脏中存在 3.3 kb ATP6N1B 转录物。人肾皮质的免疫荧光研究表明 ATP6N1B 几乎完全定位于 α 嵌入细胞的顶端表面。
Stover et al.(2002)在胎儿和成人组织标本的耳蜗内发现了ATP6V0A4的表达。
Golder和Karet Frankl(2016)利用LacZ报告基因分析证明Atp6v0a4与Atp6v1c2(618070)和Atp6v0d2(618072)在小鼠嗅上皮和胚胎内脏卵黄囊中表达。Atp6v0a4 也在壶腹部、前列腺肺泡和子宫中表达。
▼ 基因结构
ATP6N1B基因包含23个外显子,编码3个选择性剪接异构体(Smith et al., 2000)。
▼ 测绘
Smith et al.(2000)在染色体7q33-q34上鉴定出ATP6N1B基因。
▼ 分子遗传学
在 9 个患有肾小管性酸中毒的家族中,有 8 个家族的受影响成员中听力正常,与染色体 7q33-q34(DRTA3;602722),Smith et al.(2000)鉴定出ATP6N1B基因的纯合突变(605239.0001-605239.0008)。这些包括无义、缺失和剪接位点改变,所有这些都被预测会截断蛋白质。这些发现说明了 ATP6N1B 在正常载体酸通过肾脏转运至尿液中的重要作用。
Stover等人(2002)在12个患有常染色体隐性远端肾小管酸中毒的家族和11个散发性dRTA病例中,在23名患者中鉴定出19个ATP6V0A4突变(参见例如605239.0009-605239.0010)。其中几名患者,包括 1 名先前发现的剪接位点突变(605239.0003),被发现比患有进行性感音神经性听力损失(267000)和 ATP6V1B1 基因突变(192132)的 dRTA 家族晚出现听力损失。 。对先前研究的 ATP6V0A4 队列的回顾显示,1 名患者在 22 岁时出现了轻度感音神经性听力损失。
Vargas-Poussou et al.(2006)发现23名DRTA3患者中有9人患有感音神经性听力损失;2 名患者的发病年龄未知,但另外 7 名患者在 2 个月至 10 岁之间发现听力损失(参见例如 605239.0011)。此外,另外 12 名患者年龄不到 10 ,但可能会出现听力损失。
▼ 动物模型
Norgett et al.(2012)发现Atp6v0a4 -/- 小鼠以预期的孟德尔比例出生并且具有生育能力。然而,与野生型相比,它们在 2 至 3 周龄时体型较小,并且大多数表现出可能的内耳缺陷,并且无法断奶。断奶后幸存下来的 Atp6v0a4 -/- 小鼠通常会突然死亡,并且存活时间不会超过 6 个月。组织学分析显示存活小鼠存在肾脏缺陷。未断奶的 Atp6v0a4 -/- 小鼠出现酸中毒,但即使脱水,仍保留正常的排泄肾功能。Atp6v0a4 -/- 小鼠缺乏听觉脑干反应(ABR),表明存在严重的听力障碍。如果用碱化水处理,大多数 Atp6v0a4 -/- 小鼠都能存活。组织学分析显示Atp6v0a4 -/- 小鼠中存在管状空泡形成,但野生型或Atp6v0a4 +/- 小鼠或用碱化水处理的Atp6v0a4 -/- 小鼠中没有。嗅觉行为测试表明 Atp6v0a4 -/- 小鼠存在嗅觉减退。Norgett et al.(2012)得出结论,Atp6v0a4 -/- 小鼠的表型比 Atp6v1b1 -/- 小鼠更类似于人类 DRTA3,这可能是由于 Atp6v0a4 -/- 使用纯 C57BL6/J 背景所致。小鼠与 Atp6v1b1 -/- 小鼠的混合背景进行比较。
Lorente-Canovas et al.(2013)表明Atp6v0a4 -/- 小鼠的ABRs 阈值显着升高,而Atp6v0a4 +/- 小鼠则正常。Atp6v0a4 -/- 小鼠的内耳耳蜗和内淋巴管显着扩张。Atp6v0a4 -/- 小鼠也缺乏耳蜗内电位,表明耳蜗管侧壁上的血管纹存在功能缺陷。然而,参与电位产生的主要钾通道Kcnj10(602208)和Kcnq1(607542)在Atp6v0a4 -/- 小鼠中强烈表达。Lorente-Canovas et al.(2013)得出结论:ATP6V0A4在听力功能中具有重要作用。
Dickinson等人(2016)在国际小鼠表型联盟(IMPC)创建的1,751个基因敲除等位基因研究中发现,敲除人类ATP6V0A4的小鼠同源基因是纯合致死的(定义为筛选后不存在纯合子小鼠)断奶前至少 28 只幼崽)。
▼ 等位基因变异体(11个选例):
.0001 肾小管酸中毒,远端,3,无感音性听力损失
ATP6V0A4、GLU753TER
土耳其一名6.5岁儿童,诊断为远端肾小管酸中毒(DRTA3;602722)在3周龄时就已产生,Smith等人(2000)在ATP6N1B基因中发现了纯合的glu753-to-ter(Q753X)无义突变。4.5岁时测听正常。C 到 T 的转变引入了提前终止密码子。
.0002 肾小管酸中毒,远端,3,无感音性听力损失
ATP6V0A4、GLY820ARG
1例10岁儿童远端肾小管酸中毒,听力正常(DRTA3;Smith et al.(2000)在ATP6N1B基因中发现了gly820-to-arg(G820R)错义突变(G820R)。1岁时诊断出肾小管性酸中毒。
.0003 肾小管酸中毒,远端,3,伴或不伴感音神经性听力损失
ATP6V0A4、IVS17、GA、+1
一名 22 岁巴基斯坦女性,患有远端肾小管酸中毒,听力正常(DRTA3;Smith et al.(2000)在 ATP6N1B 基因的内含子 17 的共有供体剪接位点(见 602722)中发现了一个突变。1周岁时诊断出肾小管性酸中毒。
Stover等人(2002)在一名患有dRTA和迟发性感音神经性听力损失的18岁巴基斯坦妇女(亲属25)中发现了ATP6V0A4基因中的IVS17+1G-A突变。
.0004 肾小管酸中毒,远端,3,无感音性听力损失
ATP6V0A4、1-BP 删除、VAL35
一名 14 岁土耳其女性,患有远端肾酸中毒(DRTA3;602722),Smith et al.(2000)发现ATP6N1B基因第35号密码子(缬氨酸)有1个bp的缺失,导致移码,改变了后续的蛋白质序列,并在第40号密码子提前终止。 3个月大;12岁时听力测试正常。
.0005 肾小管酸中毒,远端,3,无感音性听力损失
ATP6V0A4、MET580THR
一名 4 岁土耳其男孩,患有远端肾小管酸中毒,听力正常(DRTA3;602722),Smith et al.(2000)在ATP6N1B基因中发现了met580到thr的错义突变。
.0006 肾小管酸中毒,远端,3,无感音性听力损失
ATP6V0A4、IVS6、GA、-1
一名 11 岁土耳其女孩,患有远端肾小管酸中毒,听力正常(DRTA3;602722),Smith et al.(2000)鉴定了ATP6N1B基因内含子6中典型受体剪接序列从AG到AA的变化。
.0007 肾小管酸中毒,远端,3,无感音性听力损失
ATP6V0A4,1-BP DEL,GLN276
一名患有远端肾小管酸中毒且听力可能正常的 13 岁沙特阿拉伯男性(DRTA3;602722),Smith et al.(2000)鉴定出ATP6N1B基因(谷氨酰胺)密码子276中1 bp的缺失导致移码和提前终止。
.0008 肾小管酸中毒,远端,3,无感音性听力损失
ATP6V0A4、PRO524LEU
一名 3 岁土耳其男性,患有远端肾小管酸中毒,听力正常(DRTA3;Smith et al.(2000)在 ATP6N1B 基因中发现了 pro524 到 leu 的错义突变(见 602722)。
.0009 肾小管酸中毒,远端,3,伴有感音神经性听力损失
ATP6V0A4、TYR502TER
一名34岁西班牙男性(亲属72)患有远端肾小管酸中毒(DRTA3;602722),Stover et al.(2002)在ATP6V0A4基因中发现了c.1506T-A颠换,导致tyr502-to-stop(Y502X)突变。这种突变在西班牙北部的患者中很常见,表明创始人效应。该患者在33岁时首次被发现患有感音神经性听力损失。他之前的听力图都在正常范围内。
.0010 肾小管酸中毒,远端,3,伴有感音神经性听力损失
ATP6V0A4、ARG807GLN
一名 26 岁西班牙男性(亲属 70)患有远端肾小管酸中毒(DRTA3;602722),Stover et al.(2002)在ATP6V0A4基因中发现了c.2420G-A转变,导致arg807-to-gln(R807Q)突变。2个月大时诊断为肾小管性酸中毒。患者听力严重受损,需要使用助听器。
.0011 肾小管酸中毒,远端,3,伴有感音神经性听力损失
ATP6V0A4,1-BP 删除,2137G
一名 15 岁阿尔及利亚女孩患有远端肾小管酸中毒和感音神经性听力损失(DRTA2;602722),Vargas-Poussou et al.(2006)在ATP6V0A4基因中发现了一个纯合的1-bp缺失(c.2137delG,NM_130841),导致移码和提前终止密码子(Glu713fsTer765)。她在 1 周岁时被诊断出患有肾小管酸中毒,并在 6 岁时被诊断出听力丧失。