X射线修复交叉互补2；XRCC2
X 射线修复，补充缺陷，中国仓鼠，2
HGNC 批准的基因符号：XRCC2
细胞遗传学定位：7q36.1 基因组坐标（GRCh38）：7:152,644,776-152,676,141（来自 NCBI）
▼ 说明
XRCC2基因是RAD51基因家族的成员（参见例如179617），其编码参与DNA损伤同源重组修复的蛋白质（Tambini等人总结，1997）。XRCC2基因在范可尼贫血（FA）-BRCA（参见例如BRCA1；113705）DNA修复途径（Park等人总结，2016）。
▼ 克隆与表达
Thacker 等人（1995）将 V79 仓鼠细胞系 irs1 与正常人类细胞融合，该细胞系是一种修复缺陷型突变体，对多种不同的 DNA 损伤剂（Jones 等人，1987）表现出超敏性。缺陷的补充。通过 Alu-PCR、染色体涂色和 DNA 标记对所得杂交体进行分析，以将互补基因（指定为 XRCC2）定位到特定的染色体区域。杂交细胞对 X 射线和丝裂霉素 C 的敏感性均得到纠正，并含有人类染色体 7，通常是其唯一的人类成分。对显示人类染色体不稳定保留的杂交体进行亚克隆，以显示染色体 7 的丧失和丝裂霉素 C 抗性的丧失同时发生。发现两个孤立的杂交体具有较小的染色体 7 片段，并且特定的 DNA 探针和微卫星标记将其定义为 7q35-q36 的连续区域。使用混合辐照融合方法进一步减小互补基因组区域的大小，并将该基因定位到 7q36.1 处大约 3 至 5 Mb 的区域。
Jones 等人（1995）通过研究 Jones 等人（1987）描述的 irs1 仓鼠细胞系缺陷的互补，将 XRCC2 基因定位到 7q36。Jones 等人（1995）通过将 irs1 细胞与人类淋巴细胞融合，并在含有一定浓度丝裂霉素 C 的培养基中进行选择互补，形成了体细胞杂交体，丝裂霉素 C 对 irs1 细胞有毒，但对其人类融合伴侣无毒。染色体 7 或 7q36 区域的保留导致细胞对丝裂霉素 C 具有抗性。
Tambini 等人（1997）进一步减少了人类/仓鼠杂种的辐射，将 XRCC2 基因定位到由单个微卫星标记 D7S483 定义的小基因组区域。然后将携带该标记的酵母人工染色体（YAC）与irs1仓鼠细胞系融合，并鉴定出携带互补基因的YAC。该 YAC 用于直接 cDNA 选择实验以鉴定 XRCC2 基因。该基因被发现与酵母RAD51基因及其人类同源基因（179617）具有同源性，参与DNA损伤的重组修复。对该基因作为 XRCC2 的候选资格的有力支持是通过其精细的图谱位置以及通过携带该基因的 40-kb 粘粒与 irs1 敏感性的完全互补获得的。Tambini et al.（1997）指出，虽然染色体7上的XRCC2候选基因与酵母RAD51表现出同源性，但它必须与位于染色体15上的人类RAD51同源物不同。
▼ 测绘
Thacker et al.（1995）和Jones et al.（1995）将XRCC2基因定位到染色体7q36.1。
▼ 基因功能
Johnson等人（1999）证明XRCC2对于通过姐妹染色单体之间的同源重组有效修复DNA双链断裂至关重要。与亲本细胞系相比，XRCC2 缺陷的仓鼠细胞显示双链断裂诱导的同源重组减少了 100 倍以上。通过用表达 XRCC2 的质粒瞬时转染，该缺陷被纠正至几乎野生型水平。XRCC2 突变细胞中的修复缺陷似乎仅限于重组修复，因为非同源末端连接是正常的。Johnson et al.（1999）得出结论，XRCC2通过同源重组参与DNA双链断裂的修复。
Braybrooke et al.（2000）利用酵母2-hybrid分析鉴定了XRCC2和RAD51L3（602954）之间的直接相互作用，并通过HeLa细胞提取物中的pull-down分析证实了重组XRCC2和内源RAD51L3之间的相互作用。尺寸排阻层析和蛋白质印迹分析表明这 2 种蛋白质以约 70 kD 的异二聚体形式存在。
Masson et al.（2001）发现针对RAD51L3的抗体可以从HeLa细胞裂解物中免疫沉淀出一种复合物，其中包括XRCC2、RAD51B（RAD51L1；602948）、RAD51C（602774）以及RAD51L3。使用 sf9 昆虫细胞中表达的重组蛋白进行 Pull-down 测定，证实了这些蛋白之间的相互作用。复合物的凝胶过滤表明表观分子量约为 180 kD，表明 4 个子单元的化学计量为 1:1:1:1。电子显微镜证实的结合测定表明，纯化的复合物结合了单链或带切口的 DNA。这种结合依赖于Mg（2+）但不依赖于ATP。该复合物的 DNA 刺激 ATP 酶活性极低。Masson 等人（2001）还鉴定了 RAD51C 和 XRCC3 之间的第二种异二聚体蛋白复合物（600675）。Liu等人（2002）使用共沉淀和多重下拉分析证实了相同2种不同蛋白质复合物中相同RAD51旁系同源物之间的相互作用。
Kurumizaka等人（2002）在使用XRCC2作为诱饵对人脑cDNA文库进行酵母2-杂交筛选时也发现RAD51L3与XRCC2直接相互作用。使用D环形成测定，他们发现从细菌培养物中共表达和纯化的RAD51L3和XRCC2能够催化单链寡核苷酸和超螺旋双链DNA之间的同源配对。在没有 ATP 的情况下，复合物结合了显着的单链和双链 DNA，但同源配对依赖于 ATP 和 Mg（2+）。通过电子显微镜，他们发现RAD51L3和XRCC2在没有DNA的情况下形成多聚环结构，而在单链DNA存在的情况下形成丝状结构。
Adelman et al.（2013）报道Helq（606769）解旋酶缺陷小鼠表现出生育能力低下、生殖细胞损耗、链间交联（ICL）敏感性和肿瘤易感性，其中Helq杂合子小鼠表现出与Helq（606769）解旋酶缺陷小鼠相似但不太严重的表型。 null，表示单倍体不足。Adelman等人（2013）证实HELQ直接与RAD51旁系同源复合物BCDX2（RAD51B、RAD51C、RAD51D和XRCC2）相互作用，并与范可尼贫血途径平行发挥作用，促进受损复制叉处的有效同源重组。Adelman 等人（2013）得出结论，他们的结果揭示了 HELQ 在哺乳动物复制耦合 DNA 修复、生殖细胞维持和肿瘤抑制中的关键作用。
▼ 分子遗传学
范可尼贫血，补充 U 组
一名男孩，由近亲沙特阿拉伯父母所生，患有非典型范可尼贫血，补充组 U（FANCU；Shamseldin et al.（2012）在XRCC2基因中发现了一个纯合截短突变（R215X; 617247）。600375.0001）。该突变是通过全外显子组测序和自合子过滤发现的。对患者成纤维细胞的染色体测试显示，由于损伤而导致的 dsDNA 断裂频率显着增加，表明同源重组修复存在缺陷。未进行补充研究。Shamseldin et al.（2012）注意到与 Xrcc2-null 小鼠的表型相似性（Deans et al., 2000）。Park等人（2016）发现，Shamseldin等人（2012）报告的患者来源的细胞中野生型XRCC2的表达纠正了患者细胞中明显的所有3种异常细胞表型：细胞对DNA链间交联剂的敏感性、染色体不稳定，以及细胞周期 G2/M 阶段细胞的积累。患者细胞显示单泛素化 FANCD2（613984）（FA 途径的核心步骤）水平正常，并且 RAD51（179617）焦点组装减少，表明 XRCC2 在此事件的下游发挥作用。患者细胞的 BCDX2 复合物组件组装存在缺陷，尤其是 RAD51C（602774）。患者细胞还表现出对电离辐射的敏感性增加，这与 FA 通路下游的蛋白质缺陷一致。
生精功能衰竭 50 和卵巢早衰 17
一个中国近亲家庭，有两个不育兄弟因减数分裂停滞而出现无精症（SPGF50；Yang et al.（2018）鉴定出XRCC2基因错义突变（L14P；619145）的纯合性。600375.0002）与疾病分离。作者指出，该家族没有任何癌症证据，神经科医生、血液科医生和骨科医生对受影响的兄弟进行的检查也没有发现任何其他疾病迹象。
一名患有卵巢早衰的中国女性（POF17；619146）和她因无精子症而不育的兄弟，Zhang等人（2019）鉴定了XRCC2中L14P突变的纯合性。他们的表亲父母的突变是杂合的。
在恶性肿瘤中的作用
Kuschel等人（2002）在一项基于人群的乳腺癌病例对照研究中进行了遗传关联研究，分析了涉及DNA修复的7个基因的多态性。XRCC2（R188H）中的罕见变异的关联具有轻微显着性。在一个类似的英国队列中，Rafii 等人（2002）发现 R188H 的携带总体上与乳腺癌相关，并且当将具有阳性家族史的年轻发病病例与无家族史的老年对照进行比较时，这种关联性得到增强。Rafii等人（2002）利用XRCC2的定点诱变进一步表明，XRCC2的188位氨基酸的非保守取代或缺失可以显着影响细胞对DNA损伤的敏感性。作者假设 DNA 修复能力的细微变化可能会影响人群的癌症易感性。
错配修复（MMR）的缺失会导致复杂的突变表型，该表型似乎会推动结肠癌亚型的发展（参见 Peltomaki，2001）。Mohindra等人（2002）表明错配修复缺陷型肿瘤细胞系在DNA双链断裂（DSB）诱导的同源重组修复（HRR）方面存在缺陷。在错配修复缺陷子宫肿瘤细胞系 SKUT-1 中发现的 XRCC2 移码突变（342delT），当引入错配修复缺陷子宫肿瘤细胞系 SKUT-1 时，该突变赋予胸苷敏感性。与其他具有缺陷 XRCC2 的细胞一样，SKUT-1 细胞对丝裂霉素 C 敏感，而表达突变 XRCC2 等位基因的 MMR 熟练细胞也变得对该药物更加敏感。作者认为，错配修复缺陷肿瘤细胞系的胸苷敏感性可能是同源重组修复途径缺陷的结果。Mohindra et al.（2004）将342delT引入含有重组报告底物的HRR熟练细胞中。在一组转染子中，342delT 的表达赋予对胸苷和丝裂霉素 C 的敏感性，并抑制胸苷（而非 DSB）在重组报告基因处诱导的 HRR。在第二组转染子中，342delT 的表达伴随着全长 XRCC2 水平的降低，并且这些细胞在胸苷或 DSB 诱导 HRR 方面存在缺陷。Mohindra et al.（2004）得出结论，342delT 以显性失活方式抑制胸苷诱导的重组，而 DSB 诱导的重组似乎取决于 XRCC2 的水平以及突变型 XRCC2 等位基因的表达。作者认为，响应停滞的复制叉或 DSB 的 HRR 途径在基因上是可区分的，并且 XRCC2 在复制叉的 HRR 中发挥着关键作用，可能在将 RAD51 加载到有缺口的 DNA 上方面发挥着关键作用。
Park 等人（2012）对多个受乳腺癌影响的家庭进行了外显子组测序研究，并鉴定了 2 个存在突变的家庭，其中 1 个家庭存在蛋白质截短突变，1 个家庭的 XRCC2 基因存在可能有害的错义突变。Park等人（2012）随后进行了一项基于人群的病例对照突变筛查研究，在1,308例早发性乳腺癌病例中发现了6种可能致病的编码变异，而在1,120例对照中没有发现变异（严重程度分级p小于0.02） ）。然后，他们对 689 个多病例家庭进行了额外的突变筛查，并鉴定了 10 个受乳腺癌影响的家庭，其中 XRCC2 中存在蛋白质截短或可能有害的罕见错义变异。
▼ 动物模型
Deans et al.（2000）发现大多数纯合Xrcc2缺失小鼠在妊娠中期死亡。少数存活到后期的小鼠表现出发育异常并在出生时死亡。新生儿死亡显然是由于呼吸衰竭，与发育中大脑中有丝分裂后神经元的高频率凋亡有关，导致皮质结构异常。胚胎细胞表现出遗传不稳定性，表现为高水平的染色体畸变，并且对 γ 射线敏感。研究结果表明，同源重组在发育胚胎的内源性损伤修复中具有重要作用。
Yang等人（2018）生成了Xrcc2基因中L14P突变（600375.0002）的纯合小鼠。纯合雄性不育，睾丸比野生型小鼠小。对不育男性睾丸的组织学检查显示，几乎所有的生精小管都已耗尽，产后 7 天（dpp）后任何小管中均不存在成熟精子，这与减数分裂完全停滞一致。这些小管含有多层精母细胞，停滞在减数分裂前期 I 的合子期和粗线期状态。此外，一半雌性纯合子不育，另一半的产仔数显着减少。不孕女性的双侧卵巢较小、萎缩且纤维化，没有可识别的卵泡，而生育能力下降的纯合子则具有单侧萎缩的卵巢。从 7 dpp 到 180 dpp 的 L14P 纯合卵巢分析显示，有卵泡的卵巢百分比逐渐减少，从 100% 降至 20%，这与卵巢早衰一致。
▼ 等位基因变异体（2个精选例子）：
.0001 FANCONI 贫血，补充组 U（1 名患者）
XRCC2、ARG215TER
一名 2.5 岁男孩，父母近亲沙特阿拉伯，患有非典型范可尼贫血，补充组 U（FANCU；617247），Shamseldin et al.（2012）在XRCC2基因中发现了一个纯合的c.643C-T转换（c.643C-T, NM_005431），导致arg215到ter（R215X）的取代，预计会去除C终点并废除 XRCC2 活性。该突变是通过全外显子组测序和自合子过滤发现的。对患者成纤维细胞的染色体测试显示，由于损伤而导致的 dsDNA 断裂频率显着增加，表明同源重组修复存在缺陷。未进行补充研究。Shamseldin et al.（2012）注意到与 Xrcc2-null 小鼠的表型相似性（Deans et al., 2000）。
Park等人（2016）对Shamseldin等人（2012）报道的患者来源的细胞进行了详细研究。蛋白质印迹分析未发现突变蛋白，表明它不稳定，但可能不会受到无义介导的 mRNA 衰减，因为突变发生在最后一个外显子中。野生型 XRCC2 的表达纠正了患者细胞中明显的所有 3 种异常细胞表型：细胞对 DNA 链间交联剂的敏感性、染色体不稳定性以及细胞周期 G2/M 阶段的细胞积累。患者细胞显示单泛素化 FANCD2（613984）（FA 途径的核心步骤）水平正常，并且 RAD51（179617）焦点组装减少，表明 XRCC2 在此事件的下游发挥作用。患者细胞的 BCDX2 复合物组件组装存在缺陷，尤其是 RAD51C（602774）。患者细胞还表现出对电离辐射的敏感性增加，这与 FA 通路下游的蛋白质缺陷一致。
.0002 生精失败 50
卵巢早衰17，包括（1例）
XRCC2、LEU14PRO
生精失败 50
中国近亲结婚家庭的2名不育兄弟因减数分裂停滞而患有无精症（SPGF50；619145），Yang et al.（2018）鉴定了XRCC2基因中c.41T-C转变（c.41T-C, NM_005431）的纯合性，导致高度保守的leu14到pro（L14P）的取代外显子 2 剪接位点附近的残基。该突变与家族中的疾病完全分离。对其中 1 名受影响兄弟的生精小管进行的免疫组织化学分析显示，存在 XRCC2 蛋白，对兄弟俩的外周血淋巴细胞进行 RNA 和蛋白检测，证实存在完整的 XRCC2 转录物和完整的 XRCC2 蛋白。对两种染色体交联剂（MMC 或 DPP）诱导的染色体断裂进行定量显示，与对照细胞相比，患者细胞中染色体断裂的频率相似。
卵巢早衰 17
一名患有卵巢早衰的中国女性（POF17；619146）和她不育的兄弟，由于减数分裂停滞而患有无精子症，Zhang等人（2019）鉴定了XRCC2中L14P突变的纯合性。他们的表亲父母的突变是杂合的。
