SPROUTY RTK 信号拮抗剂 2；SPRY2

发芽，果蝇，同源物，2

HGNC 批准的基因符号：SPRY2

细胞遗传学定位：13q31.1 基因组坐标（GRCh38）：13:80,335,976-80,341,126（来自 NCBI）

▼ 说明

Sprouty 家族蛋白是进化上保守的酪氨酸激酶信号传导抑制剂（Taketomi et al., 2005）。

▼ 克隆与表达

Hacohen等人（1998）发现果蝇sprouty基因编码一种新的富含半胱氨酸的蛋白质，该蛋白质定义了一个新的推定信号分子家族，这些信号分子在脊椎动物发育中可能与成纤维细胞生长因子拮抗剂具有类似的功能。参见SPRY1（602465）。Hacohen等人（1998）通过数据库的氨基酸同源性搜索，鉴定并克隆了果蝇sprouty基因的3个不同的人类同源物：SPRY1、SPRY2和SPRY3（300531）。鉴定了人类 SPRY2 基因的全长序列。

Kuracha等人（2013）利用原位杂交技术发现，小鼠眼睑前体细胞在上皮内陷和皮周迁移过程中表达Spry1、Spry2和Spry4（607984）。

▼ 基因结构

Ding et al.（2003）确定SPRY2基因含有2个外显子，跨度为5 kb。外显子 1 未翻译，外显子 2 包含 5 素数 UTR、开放解读码组和 3 素数 UTR 的其余部分。启动子区域在转录起始位点周围包含一个起始元件，但没有 TATA 或 CAAT 框。近端 0.4 kb 驱动了强的基础转录活性，电泳迁移率变动分析鉴定了多个顺式作用元件，包括 AP2（107580）、CREB（123810）、SP1（189906）和 ETS1（164720）。

▼ 测绘

Ding等（2003）通过基因组序列分析，将SPRY2基因定位到染色体13。

Gross（2018）根据SPRY2序列（GenBank AF039843）与基因组序列（GRCh38）的比对，将SPRY2基因定位到染色体13q31.1。

▼ 基因功能

Lim等（2000）发现COS-1细胞表达的SPRY2定位于细胞质，并与微管蛋白共定位。在EGF（131530）刺激下，SPRY2易位至膜褶边。删除分析将易位结构域鉴定为高度保守的 105 个氨基酸 C 端序列。

Gross et al.（2001）发现在小鼠成纤维细胞中，Fgf（参见131220）和Pdgf（参见PDGFB 190040）使内源性Spry2表达上调，而Spry1表达下调。两种 Spry 蛋白在过度表达后都会减少细胞生长。Gross et al.（2001）证明Spry1和Spry2抑制生长因子信号介导的转录事件和c-fos（164810）（DNA合成和细胞分裂所需的基因）的诱导。在小鼠成纤维细胞中条件性过表达Spry1和Spry2特异性抑制Ras（HRAS；190020）/Raf（164760）/Mapk（见176948）通路通过阻止Ras激活。Spry1和Spry2不会干扰Ras与Raf1的结合，影响PI3K（见171833）途径，或阻止Snt（607743）/Grb2（108355）/Sos（见182530）复合物的形成。Gross et al.（2001）得出结论，SPRY1和SPRY2在GRB2-SOS复合体下游发挥作用，选择性地解开Ras激活和MAPK通路中的生长因子信号。

Egan等人（2002）发现HeLa细胞中异位表达的全长SPRY1和SPRY2增强了EGF诱导的MAPK1激活。仅含有 C 端富含半胱氨酸结构域的截短突变体抑制 MAPK1 激活。对SPRY2 N端激活结构域的进一步分析表明，增强作用是由CBL（165360）的隔离引起的，CBL（165360）通过靶向激活的受体进行泛素化和降解来下调受体酪氨酸激酶。

Hanafusa等人（2002）通过对非洲爪蟾Spry1和小鼠Spry2的研究，确定Spry蛋白的抑制活性需要保守酪氨酸的磷酸化。磷酸化 Spry 蛋白与转换因子蛋白 Grb2 结合，并抑制 Grb2-Sos 复合物向 Frs2 或 Shp2 的募集（176876）。

Yusoff et al.（2002）提出了SPRY2通过RAF发挥其抑制作用的证据。

Lim et al.（2002）发现，将活性Rac（602048）显微注射到转染SPRY2的成纤维细胞中，可诱导SPRY2通过C端富含半胱氨酸的易位结构域发生易位，将SPRY2置于Rac激活的下游。作者表明，SPRY2 的质膜定位是由于磷脂酰肌醇 4,5-二磷酸在易位域上的直接结合，并且这种相互作用对于 SPRY2 抑制 Ras/MAPK 信号传导至关重要。

与拥有连续排牙齿的人类不同，小鼠只有臼齿和门牙，中间被称为纵裂的无牙区域分开。Klein等人（2006）表明，上皮细胞中的Spry2和间充质中的Spry4通过阻止纵裂牙芽参与通常维持牙齿发育的Fgf介导的双向信号传导来防止纵裂牙的形成。

在早期肺部发育过程中，气道管会改变形状。由于大部分肺上皮细胞平行于气道纵轴分裂，管长度增加超过周长。Tang et al.（2011）表明，在细胞外信号调节激酶-1（ERK1；ERK1;）增加的突变体中，这种偏向消失了。601795）和ERK2（176948）活性，揭示了ERK1/2信号通路与有丝分裂纺锤体方向控制之间的联系。Tang等人（2011）使用数学模型证明，气道形状的变化可以作为由ERK1/2信号决定的纺锤体角度分布的函数而发生，与对细胞增殖或细胞大小和形状的影响无关。Tang et al.（2011）鉴定出发芽基因（SPRY1, 602465；SPRY2），编码成纤维细胞生长因子10（FGF10；602115）介导的 RAS 调节的 ERK1/2 信号传导，对于通过影响有丝分裂纺锤体方向来控制发育过程中气道形状的变化至关重要。

▼ 分子遗传学

西西里一个大家族的 IgA 肾病 3（IGAN3；Milillo et al.（2015）发现SPRY2基因杂合错义突变（R119W；616818）602466.0001）。通过外显子组测序发现的这种突变与20岁以上家庭成员中的疾病分离；3名20岁以下的家庭成员没有患病，尽管他们被发现携带该突变，这表明外显率与年龄有关。在另外 70 例明显散发性 IgA 肾病病例中未发现 SPRY2 基因突变。

▼ 动物模型

Shim et al.（2005）发现Spry2缺失小鼠以预期的孟德尔比率出生。断奶后，几乎一半的小鼠死亡，许多幸存的小鼠比正常小鼠要小。重要器官分析表明胃肠道功能异常导致死亡。Spry2缺失的小鼠也有听力障碍。虽然中耳小骨、内耳迷路和螺旋神经节看起来正常，但 Spry2 缺失小鼠的柯蒂氏器却出现紊乱。Shim等人（2005）确定该缺陷是由于Deiters细胞出生后转化为柱细胞造成的。通过减少Fgf8（600483）基因剂量，细胞命运改变和听力损失得到部分挽救。Shim等人（2005）得出结论，SPRY2对FGF信号传导的拮抗对于建立柯蒂氏器的细胞结构和听力至关重要。

Taketomi等（2005）发现Spry2缺失小鼠发生肠神经增生，导致食管贲门失弛缓症和假性肠梗阻，硫酸钡成像证实。胶质细胞源性神经营养因子（GDNF；600837）诱导肠神经细胞中 MAPK 和 Akt（164730）过度激活，抗 GDNF 抗体给药可纠正神经增生。研究结果表明，Spry2 是 GDNF 对新生儿发育或肠神经细胞存活的负调节因子。

在一系列优雅的实验中，Metzger 等人（2008）提出了小鼠支气管树谱系的完整 3 维分支模式，该模式是通过对数百个发育中间体的分析而重建的。分支过程非常刻板和优雅：树是由 3 种几何上简单的局部分支模式生成的，在整个肺部以 3 种不同的顺序使用。Metzger等人（2008）提出，每种分支模式都由基因编码的子程序、一系列局部模式化和形态发生操作控制，这些子程序本身由更全局的主程序控制。他们表明，这种分层和模块化程序在遗传上是易于处理的，并且非常适合编码和进化肺和其他分支器官的复杂网络。层次结构是通过域分支来构建支架，然后通过平面分叉来制作边缘，然后通过正交分叉来制作表面和内部。他们发现，在Dnahc11（603339）基因的内脏反转突变体中，左右轴规范是随机的，并且大约一半的动物器官的位置和总体结构发生了逆转。一些胚胎中的肺分支模式和谱系完全逆转，表明分支模式的部署和耦合处于全局遗传控制之下，并且它位于 Dnhc11 和左右不对称通路的下游。与这种全局效应相反，他们发现 Spry2 无效突变对分支模式和谱系具有局部和微妙的影响。额外的分支比这些域中的正常分支更早、更近地发芽，从而将域向父分支的基部扩展。异位分支形成了额外的世代，创造了与域中正常分支无法区分的异位谱系。Metzger et al.（2008）得出结论，Spry2限制了2个腹侧区域的分支数量，并且在没有它的情况下，沿亲本的正常非分支区域获得更远端区域的分支身份。

Kuracha等（2013）发现眼表上皮细胞中Spry1和Spry2条件性缺失的小鼠出生时由于眼睑闭合失败而导致眼睑张开。Spry1和Spry2在调节眼睑闭合方面发挥着冗余作用。Spry缺失导致眼睑上皮细胞增殖增加，导致结膜增生，同时cyclin D1（CCND1；168461）和细胞周期蛋白D2（CCND2；123833）。进一步的分析表明，Spry 缺失还导致结膜上皮细胞中 Fgf 信号靶点的诱导；周皮细胞中Jun（165160）的磷酸化降低，结膜上皮细胞中ERKs的磷酸化增加；前眼睑Shh（600725）表达减少，Bmp4（112262）阳性间充质细胞簇丢失；Foxc1（601090）和Foxc2（602402）表达减少；结膜上皮细胞中 Wnt 信号靶标 Axin2（604025）的表达减少，Wnt 拮抗剂 SFRP（见 604156）的表达增加；皮周细胞中的运动性降低、肌动蛋白应力纤维减少以及 F-肌动蛋白聚合减少。

▼ 等位基因变异体（1个精选示例）：

.0001 IgA肾病，易感性，3（1个家族）

SPRY2、ARG119TRP

患有常染色体显性遗传 IgA 肾病 3（IGAN3；IGAN3；616818），Milillo et al.（2015）在SPRY2基因中发现了一个杂合的c.355C-T转换（c.355C-T, NM_005842.2），导致arg119到trp（R119W）高度替换N 端区域靠近 ser121 的保守残基，已被磷酸化。该突变是通过外显子组测序发现并经桑格测序证实的，在 dbSNP（build 132）、1000 基因组计划或外显子组测序计划数据库或 52 个西西里对照中不存在。在 3 名 20 岁以下未受影响的家庭成员中发现了这种情况，但在任何 20 岁以上未受影响的家庭成员中均未发现这种情况，这与隔离一致。患者类淋巴母细胞显示 SPRY2 mRNA 量减少，但由于突变蛋白稳定性增加，蛋白水平正常；与对照相比，磷酸化和非磷酸化形式之间的比例没有差异。患者细胞显示 MAPK/ERK1/2 通路下调。来自 2 名没有 SPRY2 突变的无关 IgA 肾病患者的细胞也显示出 MAPK/ERK1/2 通路的下调，表明这可能是一种常见的疾病机制。