IKAROS 系列锌指 3; IKZF3

锌指蛋白，亚科 1A，成员 3；ZNFN1A3
AIOLOS; AIO

HGNC 批准的基因符号：IKZF3

细胞遗传学定位：17q12-q21.1 基因组坐标（GRCh38）：17:39,757,715-39,864,312（来自 NCBI）

▼ 说明

IKZF3 基因编码在造血过程中发挥重要作用的转录因子（Yamashita 等人总结，2021）。

▼ 克隆与表达

伊卡洛斯（IKZF1; 603023）是一种造血锌指 DNA 结合蛋白，是淋巴分化的中心调节因子，与白血病发生有关。相关锌指蛋白 Aiolos 发生突变的小鼠容易患 B 细胞淋巴瘤。Hosokawa 等人（1999）通过用小鼠 Aiolos N 端 cDNA 探针筛选 B 细胞 cDNA 文库，获得了编码人 Aiolos 或 IKZF3 的 cDNA。推导的 509 个氨基酸的蛋白质与其对应物 86% 相同，在其 N 末端有 4 个 DNA 结合锌指，在其 C 末端有 2 个介导蛋白质二聚化的锌指。这些结构域分别与小鼠蛋白中的相应结构域 100% 和 96% 同源。Northern印迹分析显示，主要的11.0-kb IKZF3转录物和次要的4.4-kb IKZF3转录物在外周血白细胞、脾脏和胸腺中强表达，而在肝脏、小肠和肺中表达较低。

▼ 基因功能

Kronke et al.（2014）利用定量蛋白质组学发现，治疗多发性骨髓瘤（254500）有效的药物来那度胺（lenalidomide）会引起小脑（CRBN；CRBN；609262）-CRL4泛素连接酶复合物。CRL4泛素连接酶是一个复合物，还包含CUL4（见603137）和ROC1（603814）。IKZF1 和 IKZF3 是多发性骨髓瘤中必需的转录因子。IKZF3 的单个氨基酸取代赋予了对来那度胺诱导的降解的抵抗力，并挽救了来那度胺诱导的细胞生长抑制。同样，Kronke et al.（2014）发现来那度胺诱导T细胞产生IL2（147680）是由于IKZF1和IKZF3的消耗。Kronke et al.（2014）得出结论，他们的发现揭示了治疗剂的作用机制：改变E3泛素连接酶的活性，导致特定靶点的选择性降解。

Lu等人（2014）孤立表明，来那度胺结合的CRBN获得了靶向蛋白酶体降解B细胞转录因子IKZF1和IKZF3的能力。对骨髓瘤细胞系的分析表明，IKZF1 和 IKZF3 的缺失对于来那度胺的治疗效果既是必要的也是充分的，这表明沙利度胺类药物的抗肿瘤和致畸活性是可分离的。

Fischer等（2014）通过晶体结构分析和生化筛选得出结论，当CRL4（CRBN）连接酶复合物招募IKZF1或IKZF3进行降解时，免疫调节药物（沙利度胺、来那度胺和泊马度胺）阻断了CRL4（CRBN）连接酶复合物的内源性底物。复合物如同源基因转录因子MEIS2（601740）的结合。这种双重活性意味着小分子可以调节 E3 泛素连接酶。

▼ 测绘

Hosokawa等（1999）通过FISH将IKZF3基因定位到17q11.2。

▼ 分子遗传学

免疫缺陷84

一名患有免疫缺陷的妇女和她的 2 个孩子-84（IMD84; Yamashita et al.（2021）在IKZF3基因DNA结合域（G159R；619437）中发现了一个杂合错义突变。606221.0001）。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。转染该突变的细胞的体外功能研究表明，该突变会干扰 DNA 结合并对野生型蛋白产生显性负效应。表达突变的 B 细胞的全基因组 DNA 结合能力发生了改变，并且改变的 IKZF3 蛋白能够与异常的 DNA 序列结合。表达纯合或杂合 G158R 突变（对应于人类 G159R 突变）的突变小鼠 B 细胞发育存在严重缺陷，这种缺陷在纯合小鼠中更为严重。这种阻断发生在前 B 细胞到前 B 细胞和前 B 细胞阶段，伴随着骨髓和脾脏中 B 细胞水平的显着降低。还观察到 T 细胞异常，例如 CD4+ 和 CD8+ T 细胞亚群的倾斜。Ikzf3 纯合性缺失的小鼠 B 细胞发育并未受损，这表明功能丧失并不是这种疾病的致病机制。对突变小鼠细胞的转录组分析证实，突变的 Ikzf3 蛋白获得了与异常序列结合的能力，并形成干扰 Ikzf1 正常定位的异二聚体。在突变小鼠中观察到的 B 细胞和 T 细胞缺陷可以通过表达仍然携带突变但缺乏 Ikzf1 二聚化结构域的 Ikzf3 变体来挽救。作者得出结论，G159R 突变导致的异二聚体形成对 Ikaros 的隔离是 B 细胞和 T 细胞异常的原因。

体细胞突变

利用高分辨率单核苷酸多态性（SNP）阵列和基因组 DNA 测序对 242 名急性淋巴细胞白血病（ALL；ALL；参见 613065），Mullighan 等人（2007）在 40% 的 B 祖细胞 ALL 病例中发现了编码 B 淋巴细胞发育和分化主要调节因子的基因突变。IKZF3、IKZF1（603023）、TCF3（147141）、EBF1（164343）和LEF1（153245）中检测到缺失。PAX5（167414）基因是最常见的体细胞突变目标，在31.7%的病例中发生改变。

▼ 动物模型

Sun等（2003）发现Aiolos -/-小鼠自发出现系统性红斑狼疮（SLE；SLE；152700），但艾俄洛斯 -/- Obf1（POU2AF1; 601206）-/- 老鼠没有。流式细胞术分析表明，Aiolos -/- Obf1 -/- 小鼠的骨髓中，未成熟 B 细胞阶段的 B 细胞发育严重受损。Sun et al.（2003）得出结论，B细胞在Aiolos -/- 小鼠SLE的发生中起着至关重要的作用。

Cortes and Georgopoulos（2004）指出Aiolos的表达仅限于B和T淋巴细胞，特别是成熟和再循环的B细胞，并且它在B细胞受体和CD40（109535）刺激后改变B细胞的活化。缺乏Aiolos（Aio -/-）的小鼠在没有免疫的情况下生发中心数量增加，边缘区B细胞缺乏。衰老的 Aio -/- 小鼠会产生核自身抗体和 SLE 症状（Wang et al., 1998；孙等，2003）。Cortes 和 Georgopoulos（2004）使用 Aio -/- 小鼠表明，Aiolos 对于持久免疫所需的抗体形成高亲和力浆细胞的生成至关重要。Aio -/- 小鼠中的抗体形成细胞缺陷是 B 细胞固有的。

Yamashita et al.（2021）发现突变小鼠表达纯合或杂合的G158R突变，对应于人类突变（G159R；606221.0001），B细胞发育存在严重缺陷，在纯合子小鼠中更为严重。这种阻断发生在前 B 细胞到前 B 细胞和前 B 细胞阶段，伴随着骨髓和脾脏中 B 细胞水平的显着降低。还观察到 T 细胞异常，例如 CD4+ 和 CD8+ T 细胞亚群的倾斜。Ikzf3 纯合性缺失的小鼠并未表现出 B 细胞发育受损，这表明功能丧失并不是这种疾病的致病机制。对突变小鼠细胞的转录组分析表明，突变的 Ikzf3 蛋白获得了与异常序列结合的能力，并形成干扰 Ikzf1 正常定位的异二聚体。在突变小鼠中观察到的 B 细胞和 T 细胞缺陷可以通过表达仍然携带突变但缺乏 Ikzf1 二聚化结构域的 Ikzf3 变体来挽救。作者得出结论，G159R 突变导致的异二聚体形成对 Ikaros 的隔离是 B 细胞和 T 细胞异常的原因。

▼ 等位基因变异体（1个精选示例）：

.0001 免疫缺陷84（1个家庭）

IKZF3、GLY159ARG

一名患有免疫缺陷的妇女和她的 2 个孩子-84（IMD84; 619437），Yamashita et al.（2021）在IKZF3基因中发现了一个杂合的c.475G-C颠换（c.475G-C, NM_012481.4），导致gly159到arg（G159R）的高度替换DNA 结合域中的保守残基。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。它不存在于 dbSNP 数据库或内部对照中。详细的体外功能细胞研究和表达该突变的突变小鼠的研究表明，它通过形成隔离 IKZF1（603023）的异二聚体来干扰 B 细胞发育并引起 T 细胞异常。