双皮质素结构域蛋白 2；DCDC2

RU2
RU2S

HGNC 批准的基因符号：DCDC2

细胞遗传学定位：6p22.3 基因组坐标（GRCh38）：6:24,171,755-24,383,292（来自 NCBI）

▼ 说明

DCDC2基因编码含有2个与双皮质素基因相似的双皮质素肽结构域的蛋白质（DCX；300121）（孟等，2005）。DCDC2 在抑制经典 WNT（164820）信号传导中发挥作用（Schueler et al., 2015）。DCDC2 是一种纤毛蛋白，可结合微管蛋白并增强微管聚合（Girard 等人总结，2016）。

▼ 克隆与表达

van den Eynde等人（1999）通过用自体溶细胞T细胞筛选同时表达HLA-B7和肾肿瘤细胞RNA的细胞，然后进行PCR，获得了编码RU2的cDNA，该cDNA与Hirosawa等人鉴定的KIAA1154基因相同。 （1999）。基因组序列分析确定RU2作为“正常”基因转录，产生有义转录本（RU2S），反之则产生较短的反义转录本（RU2AS；608211）存在于肿瘤中。合成肽测试确定与 HLA-B7 结合的肿瘤抗原具有序列 LPRWPPPQL。Northern 印迹分析显示全长基因表达为 2.2 kb 转录本。RT-PCR 分析检测到全长 RU2S 转录本的普遍表达，但 RU2AS 转录本的表达仅限于正常肾脏、膀胱、肝脏和睾丸，以及各种组织学来源的肿瘤。推导的RU2S蛋白含有476个氨基酸，而RU2AS蛋白含有84个残基。Van den Eynde 等人（1999）得出结论，不能从正常细胞蛋白的序列预测癌症免疫治疗的潜在有用抗原。

Schumacher等人（2006）利用RT-PCR和Northern印迹分析证明DCDC2在成人和胎儿中枢神经系统（CNS）中表达。

Men et al.（2005）利用人脑定量实时RT-PCR表明，DCDC2在内嗅皮层、下颞叶皮层、内侧颞叶皮层、下丘脑、杏仁核和海马中表达最高。

Schueler et al.（2015）发现DCDC2与乙酰化α-微管蛋白（参见TUBA1A, 602529）共定位于人肾小管细胞初级纤毛和肝脏胆管细胞的轴丝，以及小鼠体内的多纤毛室管膜细胞和软脑膜细胞。脑。然而，DCDC2 并未定位于基体。

Grati等人（2015）在出生后的大鼠和小鼠内耳中发现Dcdc2定位于内毛细胞、外毛细胞和前庭毛细胞的动纤毛以及所有支持细胞类型的初级纤毛。它沿着整个长度定位，并且向尖端的浓度逐渐增加。Dcdc2被发现与细胞微管网络相关。

Girard等（2016）发现DCDC2在肝胆管胆管细胞的细胞质和纤毛中表达。Grammatikopoulos et al.（2016）发现DCDC2基因在较小肝内胆管的立方形胆管细胞中表达，而在较大和肝外胆管的柱状胆管细胞中仅有微弱的局灶性标记。

▼ 基因结构

DCDC2 内含子 2 短串联重复序列 BV677278

在DCDC2基因的内含子2内，Meng et al.（2005）鉴定出一个168 bp的富含嘌呤的区域，其中含有一个多态性复合短串联重复序列（STR），该多态性复合短串联重复序列由10个含有可变拷贝数（GAGAGGAAGGAAA）n和（GGAA）的​​等位基因组成）n 个重复单元。数据库分析确定了分布在富含嘌呤区域的131个假定的转录因子结合位点，其中包括大脑相关转录因子PEAS3（ETV4；ETV4；600711）和NFATP（NFATC2；600490）。

使用电泳迁移率变动分析，Meng 等人（2011）表明，DCDC2 基因内含子 2 中保守的多态性富含嘌呤 STR（他们将其称为 BV677278）与人脑裂解物以及淋巴瘤细胞中的核蛋白结合。BV677278 6 个最常见的等位基因在 P19 细胞（可分化为神经元和神经胶质细胞的多能小鼠细胞）中的表达表明，这些等位基因具有一系列 DCDC2 特异性增强子活性。研究结果表明，BV677278 等位基因可以不同程度地改变 DCDC2 表达，这可能与中枢神经系统神经迁移的变化有关。

▼ 测绘

van den Eynde et al.（1999）利用FISH将DCDC2基因定位到染色体6p22.1。

▼ 基因功能

在细胞研究中，Schueler et al.（2015）发现DCDC2在中期和后期与乙酰化α-微管蛋白完全或部分共定位于纺锤体微管；到末期晚期/恒动期的脱落结构；以及间期期间纤毛细胞中的纤毛轴丝。在整个细胞周期阶段，DCDC2 被排除在基体（间期）、有丝分裂纺锤体极（中期和后期）和中体（终变期）之外。免疫共沉淀研究表明，DCDC2 与 DVL1（601365）、DVL2（602151）和 DVL3（601368）相互作用。DCDC2还与JIP1（MAPK8IP1；604641），它介导MAPK信号传导。敲低DCDC2会增加β-catenin（CTNNB1；116806）诱导T细胞因子（TCF）依赖性转录的激活，DCDC2的过表达降低了TCF依赖性转录。这些发现表明，DCDC2 通常会抑制 WNT 信号传导，并且 DCDC2 的缺失会导致 WNT 信号传导途径的组成性激活。与对照相比，肾细胞培养系统中 DCDC2 的敲低导致纤毛显着减少，但肾细胞形成正常的球体，管腔形成没有严重变化。用 Wnt 抑制剂处理 DCDC2 缺失细胞可恢复纤毛缺陷。

▼ 分子遗传学

肾结核19

2例无亲属关系的肾结核患者19（NPHP19；Schueler et al.（2015）在DCDC2基因（605755.0001-605755.0003）中鉴定出纯合或复合杂合截短突变（616217）伴早发严重肝纤维化。第一位患者的突变是通过对 100 个患有类似疾病的家庭进行纯合性作图和全外显子组测序的结合发现的。通过对 800 个患有类似疾病的家庭进行 DCDC2 基因测序，发现了后续患者的突变。所有突变都消除了 CTNNB1 诱导的 TCF 依赖性转录激活的正常抑制，导致 WNT 信号传导增强。细胞研究以及斑马鱼研究表明，抑制 Wnt 信号通路可以挽救一些与 dcdc2 缺失相关的缺陷，表明该通路在 NPHP19 的发病机制中发挥作用。

Slater et al.（2020）在一名来自圣文森特和格林纳丁斯的患有 NPHP19 的 13 岁非洲加勒比女孩的 DCDC2 基因中发现了一个纯合无义突变（S128X；605755.0009）。DCDC2 基因位于 2.1 Mb 的纯合性区域。总体而言，该患者被发现具有 53 Mb 的纯合性，表明其血统源自其父母的共同祖先。未进行功能研究。

常染色体隐性耳聋 66

患有常染色体隐性遗传性耳聋-66（DFNB66；Grati et al.（2015）在DCDC2基因中发现了一个纯合错义突变（Q424P；610212）。605755.0004）。该突变是通过全外显子组测序发现的，与家族中的疾病分离。毛细胞和支持细胞中突变型 DCDC2a 的表达会导致纤毛结构缺陷，而斑马鱼中该基因的敲除会损害毛细胞的存活和功能。

新生儿硬化性胆管炎

2个无血缘关系的近亲家庭的4例新生儿硬化性胆管炎（NSC；617394），Girard et al.（2016）在DCDC2基因中鉴定出2个不同的纯合突变（605755.0005和605755.0006）。这些突变是通过全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。与对照组相比，患者细胞的肝胆管细胞纤毛轴丝中 DCDC2 免疫染色缺失，胆管细胞上的纤毛减少，并且突变蛋白在细胞质中异常积累。

Grammatikopoulos et al.（2016）在来自 6 个无关家族的 7 名患有 NSC 的患者中，其中许多是希腊血统，鉴定出 DCDC2 基因中的纯合或复合杂合截短突变（参见例如 605755.0001；605755.0002；605755.0007；605755.0008）。这些突变是通过全外显子组测序发现的，并通过桑格测序证实。仅 1 名患者的父母 DNA 可用，但结果证实了突变与家族内疾病的分离。患者肝脏样本显示不存在 DCDC2 表达，这与功能完全丧失一致，并且胆管细胞中不存在正常构成的初级纤毛。这些患者是由 12 个患有该疾病的家庭组成的队列中的一部分，他们接受了全外显子组测序；对另外 8 个家庭的 10 名患者的 DCDC2 基因进行直接测序，未发现任何突变。

关联待确认

有关 DCDC2 基因变异与阅读障碍之间可能关联的讨论，请参阅 DYX2（600202）。

▼ 动物模型

Men et al.（2005）证明，将Dcdc2 RNA干扰引入大鼠胚胎脑室区的细胞中会导致神经元迁移的改变。

Schueler et al.（2015）发现Dcdc2缺失小鼠在11月龄时出现门静脉周围肝纤维化并伴有胆管增殖。斑马鱼胚胎中dcdc2基因的敲低会导致典型的纤毛病相关形态缺陷，包括腹侧弯曲的体轴、脑积水、肾囊肿、卷尾和偶尔的心包水肿。还观察到侧向缺陷。使用 Wnt 信号通路抑制剂 iCRT14 治疗可以挽救一些缺陷，但高浓度对胚胎有毒。

Grati et al.（2015）发现，斑马鱼中dcdc2b的吗啡啉敲低会导致高水平的毛细胞异常，例如身体变形，并且经常导致静纤毛毛束及其各自的动纤毛的内化，反映了毛细胞的早期步骤退化。囊状毛细胞数量减少，毛细胞对刺激的反应也减少。吗啉代变体不能游泳或听力。

▼ 等位基因变异体（9个精选例子）：

.0001 肾病 19

新生儿硬化性胆管炎，包括

DCDC2、LYS217TER

肾结核19

一名近亲结婚患者，患有肾盂肾炎-19（NPHP19; 616217），Schueler et al.（2015）在DCDC2基因的外显子6中鉴定出纯合的c.649A-T颠换（c.649A-T, NM_001195610.1），导致lys217-to-ter（K217X）取代在第二个双皮质素结构域内。该突变是通过纯合性作图和全外显子组测序发现的。体外细胞免疫组织化学研究表明，突变型 DCDC2 未能正确定位于初级纤毛。该突变蛋白无法挽救 dcdc2 缺失斑马鱼中与纤毛病相关的形态缺陷，这与功能丧失一致。

新生儿硬化性胆管炎

一名亚裔近亲父母所生女孩（患者1）患有新生儿硬化性胆管炎（NSC；617394），Grammatikopoulos et al.（2016）鉴定了DCDC2基因中K217X突变的纯合性。该突变是通过全外显子组测序发现并通过桑格测序确认的，并根据千基因组计划和外显子组测序计划数据库进行了筛选。亲本 DNA 无法用于分离分析。患者肝脏样本显示不存在 DCDC2 表达，这与功能完全丧失一致，并且胆管细胞中不存在正常构成的初级纤毛。

.0002 肾病 19

新生儿硬化性胆管炎，包括

DCDC2、2-BP DEL、123GT

肾结核19

一名捷克肾结核患者19（NPHP19; 616217），Schueler et al.（2015）鉴定了DCDC2基因中的复合杂合突变：外显子2中的2-bp缺失（c.123_124delGT，NM_001195610.1），导致第一个内的移码和提前终止（Ser42GlnfsTer72）双皮质蛋白结构域，以及内含子 3 中的 A 到 G 转变（c.349-2A-G；605755.0003），导致拼接缺陷、移码和过早终止（Val117LeufsTer54）。该患者是从 800 个患有 NPHP 相关纤毛病的家庭中确定的，这些家庭接受了 DCDC2 基因的直接测序。体外细胞免疫组织化学研究表明，突变型 DCDC2 未能正确定位于初级纤毛。缺失突变的表达无法挽救 dcdc2 缺失斑马鱼中与纤毛病相关的形态缺陷，这与功能丧失一致。

新生儿硬化性胆管炎

一名 18 岁白人男子（患者 6），非亲属所生，患有新生儿硬化性胆管炎（NSC；617394），Grammatikopoulos et al.（2016）鉴定了DCDC2基因中c.123_124delGT突变的纯合性。另一位患有NSC2的患者（患者5）是c.123_124delGT突变和无义突变（L297X；L297X；605755.0007）。这些突变是通过全外显子组测序发现并通过桑格测序确认的，并根据千基因组计划和外显子组测序计划数据库进行筛选。患者 6 的父母 DNA 无法用于分离分析，但患者 5 未受影响的父母均具有其中 1 个突变的杂合子。患者肝脏样本显示不存在 DCDC2 表达，这与功能完全丧失一致，并且胆管细胞中不存在正常构成的初级纤毛。

.0003 肾病 19

DCDC2、IVS3AS、AG、-2

讨论肾痨19（NPHP19；NPHP19；616217），Schueler 等人（2015），参见 605755.0002。

.0004 耳聋，常染色体隐性遗传 66（1 个家族）

DCDC2、GLN424PRO

患有常染色体隐性遗传性耳聋-66（DFNB66；610212），最初由 Tlili 等人（2005）报道，Grati 等人（2015）在 DCDC2 基因中发现了一个纯合的 c.1271A-C 颠换（c.1271A-C, NM_001195610），导致 gln424-to -pro（Q424P）在高度保守的残基处取代。该突变是通过全外显子组测序发现的，与家族中的疾病分离，并且在 dbSNP（build 37）、1000 基因组计划或外显子组测序计划数据库或 435 个祖先匹配对照中未发现。野生型和突变型 DCDC2 在 COS-7 细胞中的过度表达通过诱导延伸的胞质微管电缆的形成来破坏细胞内微管网络。在大鼠毛细胞中，与野生型相比，Q424P 导致纤毛长度增加 2 至 3 倍，以及其他纤毛异常，例如分支、重复和三倍以及静纤毛束变性。

.0005 新生儿硬化性胆管炎

DCDC2、LYS17ASN

近亲兄弟2人，患有新生儿硬化性胆管炎（NSC；617394），Girard et al.（2016）在DCDC2基因的外显子1中鉴定出纯合的c.51G-C颠换（c.51G-C, NM_016356.3），导致lys17-to-asn（K17N）取代在第一个双皮质素结构域起始处的高度保守的残基处。该突变是通过全外显子组测序发现并经桑格测序证实的，与家族中的疾病分离。在 dbSNP、1000 基因组计划、外显子组变异服务器或 ExAC 数据库或包含 7,477 个外显子组的内部数据库中均未发现该基因。与对照组相比，患者细胞的肝胆管细胞纤毛轴丝中 DCDC2 免疫染色缺失，胆管细胞上的纤毛减少，并且突变蛋白在细胞质中异常积累。

.0006 新生儿硬化性胆管炎

DCDC2、132-BP DEL、NT426

2 名近亲兄弟姐妹，患有新生儿硬化性胆管炎（NSC；617394），Girard et al.（2016）在DCDC2基因中发现了一个纯合的132-bp缺失（c.426_557del，NM_016356.3），导致14个残基（Phe142_Arg186del）的框内缺失，涵盖了整个外显子4第二个双皮质素结构域。这种突变是通过睫状体基因靶向测序发现的，它与家族中的疾病分离。在 dbSNP、1000 基因组计划、外显子组变异服务器或 ExAC 数据库或包含 7,477 个外显子组的内部数据库中均未发现该基因。对患者细胞的 PCR 分析证实了该缺失。与对照组相比，患者细胞的肝胆管细胞纤毛轴丝中 DCDC2 免疫染色缺失，胆管细胞上的纤毛减少，并且突变蛋白在细胞质中异常积累。

.0007 新生儿硬化性胆管炎

DCDC2、LEU297TER

一名12岁希腊裔女孩（患者2）新生儿硬化性胆管炎（NSC；617394），Grammatikopoulos et al.（2016）在DCDC2基因的外显子7中鉴定出纯合的c.890T-A颠换（c.890T-A, NM_001195610），导致leu297到ter（L297X）的取代。来自2个家庭的另外3名患者为L297X和另一种致病性DCDC2突变的复合杂合子：1名希腊患者（患者5）携带2-bp缺失（c.123_124delGT；605755.0002）在另一个等位基因上，而2名希腊同胞（患者4和7）在外显子4（c.529dupA; 605755.0002）中携带1-bp重复。605755.0008），导致另一个等位基因移码和提前终止（Ile177AsnfsTer20）。这些突变是通过全外显子组测序发现并通过桑格测序确认的，并根据千基因组计划和外显子组测序计划数据库进行筛选。父母 DNA 无法用于兄弟姐妹的分离分析，但患者 5 的每个未受影响的父母都有 1 个突变的杂合子。患者肝脏样本显示不存在 DCDC2 表达，这与功能完全丧失一致，并且胆管细胞中不存在正常构成的初级纤毛。

.0008 新生儿硬化性胆管炎

DCDC2、1-BP DUP、529A

讨论DCDC2基因外显子4中的1-bp重复（c.529dupA，NM_001195610），导致移码和提前终止（Ile177AsnfsTer20），该现象在患有新生儿硬化性胆管炎（NSC）的2个同胞中以复合杂合状态发现; 617394），Grammatikopoulos 等人（2016），参见 605755.0007。

.0009 肾病 19

DCDC2、SER128TER（rs904520404）

一名来自圣文森特和格林纳丁斯的 13 岁非洲加勒比女孩患有肾结核-19（NPHP19; 616217），Slater et al.（2020）鉴定了DCDC2基因外显子3中c.383C-G颠换的纯合性，导致ser128到ter（S128X）的取代。该突变是通过全外显子组测序鉴定的。DCDC2 基因位于 2.1 Mb 的纯合性区域。总体而言，该患者被发现具有 53 Mb 的纯合性，表明其血统源自其父母的共同祖先。未进行功能研究。该患者还具有精神特征，作者指出，该患者的其他 5 个基因具有未知意义的变异，这些基因可能与临床表型相关。