羧肽酶A6; CPA6

CPAH

HGNC 批准的基因符号：CPA6

细胞遗传学定位：8q13.2 基因组坐标（GRCh38）：8:67,422,038-67,746,360（来自 NCBI）

▼ 说明

羧肽酶具有从食物消化到神经内分泌肽选择性生物合成的功能。羧肽酶 A/B 亚家族的成员，例如 CPA6，含有大约 90 个氨基酸的前区，有助于活性羧肽酶结构域的折叠。前区的裂解会激活该酶（Wei et al., 2002）。

▼ 克隆与表达

Wei等（2002）通过在数据库中搜索与CPA1（114850）和CPB1（114852）相似的序列，鉴定出CPA6。推导的 437 个氨基酸的蛋白质包含一个 N 端信号肽，随后是一个前结构域和一个羧肽酶催化结构域，其中包括参与锌配位和底物催化的残基。RT-PCR 分析检测到人胎儿脐带血和小鼠大脑中 CPA6 的表达。

通过寻找杜安回缩综合征-1（DURS1; Pizzuti et al.（2002）在染色体8上的关键区域（126800）鉴定出CPA6，并将其命名为CPAH。他们从视网膜 cDNA 文库中获得了 CPAH cDNA。CPAH转录物包含8个外显子，推导的193个氨基酸的蛋白质缺乏N端前原区域，表明它是作为成熟的羧肽酶合成的。PCR分析检测到大脑中CPAH的表达。EST 数据库分析表明存在可变剪接转录本。

Salzmann et al.（2012）证明了CPA6基因在人海马、中缝核和皮质中的表达。

▼ 基因结构

Wei等（2002）确定CPA6基因包含11个外显子，跨度约315 kb。

▼ 测绘

Pizzuti et al.（2002）通过基因组序列分析将CPA6基因定位到染色体8q13。

▼ 细胞遗传学

Pizzuti et al.（2002）确定，在一名表现出杜安回缩综合征特征的31岁男性中，t（6;8）（q26;q13）的从头相互易位中断了CPAH基因。然而，18名散发性杜安回缩综合征患者存在CPAH基因多态性变异，但没有发病异常。

▼ 分子遗传学

通过纯合性作图和候选基因分析，对一个摩洛哥近亲家庭进行了候选基因分析，该家庭有 4 名同胞患有热性惊厥（FEB11；Salzmann et al.（2012）在CPA6基因中发现了一个纯合突变（A270V；614418）。609562.0001）。对195例部分性癫痫患者和145例热性惊厥患者的CPA6基因所有外显子进行筛查，发现CPA6杂合突变（G267R；609562.0002）3名无关的颞叶癫痫患者（ETL5；614417）无既往热性惊厥。然而，1名患者的祖父患有高热惊厥。细胞测定中的体外功能表达研究表明，由于向细胞外基质的分泌受损，两种突变蛋白与野生型相比活性降低。根据生化分析，A270V 突变纯合子的人类将具有大约 40% 的残余酶活性，而 G267R 突变的杂合子将具有大约 50% 的残余酶活性。这些结果与功能丧失一致。

在 Salzmann 等人（2012）最初报道的 1 例患者（ET158）中，CPA6 基因具有杂合 G267R 突变，Sapio 等人（2012）发现了 CPA6 基因中的第二个杂合错义突变（Q207E；609562.0003）。亲本 DNA 无法用于分离分析。Q207E突变在HEK293细胞中的表达表明，与野生型相比，突变蛋白仅具有11%的残留酶活性，并且在细胞外基质中未检测到突变蛋白。Sapio et al.（2012）也发现了CPA6基因的一个杂合错义突变（H196R；609562.0004）在一名无关的 ETL5 患者中。亲本 DNA 无法用于分离分析。HEK293细胞中H196R突变的表达表明，突变蛋白没有酶活性，但在细胞外基质中以非常低的水平表达。没有证据表明与野生型蛋白共表达时存在显性失活效应。研究结果表明，CPA6 基因的变异与罕见形式的癫痫有关。

Sapio 等人（2015）在 2 名患有青少年肌阵挛性癫痫和全身强直阵挛性癫痫的无关女性中发现了 CPA6 基因的杂合错义突变。一个女孩在前结构域的 N 末端携带 R36H 取代，另一个女孩在羧肽酶结构域携带 N271S 取代。两名患者的父母 DNA 均无法用于分离研究。体外研究表明，与野生型相比，R36H 变体具有约 50% 的残留酶活性，而 N271S 变体没有可检测到的酶活性。在 242 名白人对照者中未发现这两种变异。患者在青少年时期就曾出现癫痫发作，但在 20 岁时通过药物治疗病情得到缓解。这些患者是由 127 名青少年肌阵挛性癫痫患者组成的队列中的一部分，他们接受了 CPA6 基因的直接分析。Sapio et al.（2015）假设CPA6基因的功能丧失突变会导致各种形式癫痫的易感性增加。

Belhedi等（2014）检测了186名局灶性癫痫患者、92名热性惊厥患者、93名对照者和42名接受抗癫痫药物治疗的非癫痫性精神病患者的外周血白细胞中CPA6基因启动子的DNA甲基化状态。与对照组相比，癫痫患者的甲基化显着增加：局灶性癫痫为 3.4%，热性惊厥病例为 4.3%，而对照组为 0.8%（p = 5.1 x 10（-10）和 p = 4.2 x 10（p = 5.1 x 10（-10）和 p = 4.2 x 10）） -12），对于接受抗癫痫药物治疗的患者为1.5%。年龄和甲基化状态之间也存在显着相关性。未对这些患者进行 CPA6 基因突变测试。Belhedi et al.（2014）提出DNA甲基化状态可能影响癫痫的易感性。

▼ 动物模型

Lopes et al.（2016）发现，在没有其他运动异常的情况下，斑马鱼胚胎中 cpa6 基因的吗啡啉敲低会降低对癫痫诱导剂的行为反应。这种行为与几种神经肽前体的 mRNA 水平降低有关。Lopes et al.（2016）提出，cpa6 的缺失会导致通过神经肽受体的肽能信号发生二次变化，这可能会影响神经元的兴奋性。

▼ 等位基因变异体（4个精选例子）：

.0001 家族性高热惊厥，11

CPA6、ALA270VAL

4 名同胞，父母为摩洛哥近亲所生，患有热性惊厥-11（FEB11；614418），Salzmann et al.（2012）在CPA6基因的外显子8中鉴定出纯合的809C-T转换，导致连接2个关键活性物质的环中高度保守的残基被ala270替换为val（A270V）位点残留。在 247 名白人对照中未发现该突变，但在 86 名摩洛哥对照中的 1 名中以杂合状态发现。在 195 名部分性癫痫患者或 145 名热性惊厥患者中也未发现该突变。HEK293T细胞的体外功能表达研究表明，A270V突变蛋白的活性约为野生型酶的40%，这是由于分泌到细胞外基质的能力较差。这些研究表明突变改变了蛋白质折叠或稳定性。表型变化很大。一名 30 岁的同胞在 3 岁时出现过一次热性惊厥，没有复发，精神运动发育正常。一名 26 岁的同胞在 9 至 10 个月大时曾发生过 2 次单纯性部分热性惊厥和 1 次复杂性部分性热性惊厥。17 岁时，她出现了复发性复杂部分性癫痫发作，脑电图显示伴有右侧颞部尖峰，脑成像显示右侧海马萎缩；这与颞叶癫痫一致。精神运动发育正常，据说她在 26 岁时病情得到缓解。第三位同胞是一名 17 岁女孩，3 岁时曾出现过一次复杂性热性惊厥和 2 次单纯性热性惊厥，并成功治愈没有复发；精神运动发育正常。第四个兄弟姐妹是一名 9 岁男孩，患有新生儿惊厥并伴有脑出血。随后在婴儿期出现简单和复杂的热性惊厥，并在 7 岁时停止治疗后复发。他有轻微的精神迟缓。

.0002 癫痫，家族性颞叶，5

CPA6、GLY267ARG

195 名无关白人患者中，有 3 名患有颞叶癫痫-5（ETL5；614417），Salzmann 等人（2012）在 CPA6 基因中发现了一个杂合的 799G-A 转换，导致连接 2 个关键活性位点残基的环内高度保守的残基发生 gly267 到 arg（G267R）的取代。在 247 名白人对照者中未发现该突变。HEK293T 细胞的体外功能表达研究表明，G267R 突变蛋白缺乏酶活性。此外，突变蛋白不分泌至细胞外基质。这些发现表明突变改变了蛋白质折叠或稳定性。尽管其中一名患者的祖父据称患有热性惊厥，但没有一名患者有热性惊厥病史。

据报道，祖父患有热性惊厥的患者（ET158）后来被 Sapio 等人（2012）发现为 G267R 复合杂合子和 CPA6 基因的另一个错义突变，即外显子 6 中的 c.875C-G 颠换，导致在gln207-to-glu取代中（Q207E; 609562.0003）。该变异在 242 个白人对照中未发现，但在 ExAC 数据库的 121,064 个等位基因中的 179 个中发现（2017 年 3 月）。亲本 DNA 无法用于分离分析。Q207E突变在HEK293细胞中的表达表明，与野生型相比，突变蛋白仅具有11%的残留酶活性。在细胞外基质中未检测到突变蛋白。患者5岁时出现癫痫发作，并被发现患有海绵状血管瘤。

.0003 癫痫，家族性颞叶，5

CPA6、GLN207GLU（rs35993949）

讨论在家族性颞叶癫痫-5（ETL5；ETL5；614417），Sapio 等人（2012），参见 609562.0002。

.0004 癫痫，家族性颞叶，5

CPA6、HIS196ARG

一名 20 岁男性（ET174）患有颞叶癫痫-5（ETL5; 614417），Sapio et al.（2012）在CPA6基因中发现了一个杂合的c.843A-G转变，导致在一个保守残基上发生his196到arg（H196R）的取代，该保守残基对于锌离子的配位至关重要蛋白质的催化区域。在 ExAC 数据库（2017 年 3 月）的 242 名白种人对照中未发现该突变，但在 121,130 名欧洲人中的 6 人中发现了该突变。亲本 DNA 无法用于分离分析。HEK293细胞中H196R突变的表达表明，突变蛋白没有酶活性，但在细胞外基质中检测到的水平非常低。没有证据表明与野生型蛋白共表达时存在显性失活效应。患者7岁时出现癫痫发作，并被发现患有海马硬化症。