神经毡蛋白 1; NRP1

NPN1; NP1
NRP
血管内皮生长因子 165 受体；VEGF165R
血树突状细胞抗原 4；BDCA4

HGNC 批准的基因符号：NRP1

细胞遗传学定位：10p11.22 基因组坐标（GRCh38）：10:33,177,493-33,334,667（来自 NCBI）

▼ 说明

NRP1 是血管内皮生长因子（VEGF；VEGF）酪氨酸激酶受体的膜结合辅助受体。192240）和信号蛋白（参见SEMA3A；603961）家庭成员。NRP1 在血管生成、轴突引导、细胞存活、迁移和侵袭中发挥多种作用。

▼ 克隆与表达

Neuropilin 是一种 I 型跨膜蛋白，最初由 Takagi 等人（1987）和 Fujisawa 等人（1989）鉴定为单克隆抗体识别的表位，该单克隆抗体标记发育中的非洲爪蟾神经系统中轴突的特定子集。Neuropilin 在其胞外结构域中包含几个独特的基序；其胞质结构域较短（40个氨基酸），在非洲爪蟾、小鼠和小鸡中高度保守。他和Tessier-Lavigne（1997）克隆了编码人神经毡蛋白的基因，并表征了蛋白质产物的结构。

Soker等人（1998）利用VEGF165探查乳腺癌细胞系表达文库，克隆了NRP1。推导的 923 个氨基酸的蛋白质包含 N 端信号序列、胞外域、跨膜区和胞质结构域，与细胞表面受体的结构一致。Northern 印迹分析检测到 7.0-kb 转录本。在心脏和胎盘中表达较高，在肺、肝脏、骨骼肌、肾脏和胰腺中表达中等，在脑中表达相对较低。

Gagnon等人（2000）从前列腺癌细胞系cDNA文库中克隆了2.2-kb截短的NRP1 cDNA。3 引物末端包含一个独特的内含子衍生序列，该序列在全长 NRP1 cDNA 中不存在。截短的 cDNA 编码推导的 664 个氨基酸的可溶性蛋白，命名为 sNRP1，仅包含 N 端胞外 CUB 和凝血因子同源结构域。Western blot 分析检测到细胞分泌的 sNRP1，表观分子质量为 90 kD。人体组织原位杂交检测到全长NRP1和sNRP1 mRNA在肝脏、肾脏、皮肤和乳腺中的差异表达。在血管中检测到全长 NRP1，但未检测到 sNRP1。

Rossignol et al.（2000）鉴定了另一种截短的可溶性NRP1亚型。推导的 704 个氨基酸蛋白缺乏 MAM 同源性、跨膜结构域和 C 端胞质结构域。RT-PCR 分析在所有检查的组织中检测到全长 NRP1 和两种可溶性亚型。

Cackowski et al.（2004）鉴定了2种新的剪接变体，它们编码NRP1的可溶性异构体。这些含有 551 和 609 个氨基酸的异构体不同于先前鉴定的含有 644 和 704 个氨基酸的 2 种可溶性异构体（Gagnon et al., 2000；罗西尼奥尔等人，2000）。所有 NRP1 可溶性亚型通过 N 端 SEMA3A 和 VEGF165 结合结构域与全长 923 个氨基酸的膜结合蛋白相同，但它们缺乏 C 端 MAM 结构域、跨膜区和细胞质结构域。全长蛋白质。

▼ 基因结构

Rossignol et al.（2000）确定NRP1基因含有17个外显子，全长120 kb。Cackowski et al.（2004）发现可溶性 NRP1 异构体源自外显子 9 后选择性剪接的转录本。

▼ 测绘

Rossignol等（1999）通过体细胞杂交分析，将NRP1基因定位到染色体10。他们通过辐射杂交定位将该基因定位到10p12。

▼ 基因功能

发育中的神经系统中的延伸轴突通过吸引和排斥引导信号的协调作用被引导至其目标。引导信号信号蛋白家族由几个可以充当扩散性轴突化学防护剂的成员组成。他和Tessier-Lavigne（1997）着手阐明介导collapsin-1/semaphorin III/D（SEMA3A）（简称“Sema III”）排斥作用的机制。通过表达克隆，他们在胚胎大鼠感觉神经元中寻找 sema III 结合蛋白。他们发现 sema III 以高亲和力与跨膜蛋白神经毡蛋白结合，并且神经毡蛋白抗体阻断了 sema III 排斥感觉轴突并诱导其生长锥塌陷的能力。他和Tessier-Lavigne（1997）得出结论，神经毡蛋白是介导sema III对这些轴突作用的受体或受体复合物的组成部分。

Kolodkin等人（1997）同样表明神经毡蛋白是一种信号蛋白III受体。他们还鉴定出了大鼠神经毡蛋白-2（NRP2；602070），一个相关的神经毡蛋白家族成员，并表明神经毡蛋白和神经毡蛋白-2在大鼠胚胎神经系统中重叠但不同的神经元群体中表达。

Soker et al.（1998）证实NRP1结合VEGF165但不结合VEGF121。他们表明，当在细胞中与KDR（VEGFR2；VEGFR2；191306），neuropilin-1增强VEGF165与KDR的结合以及VEGF165介导的趋化性。相反，抑制 VEGF165 与 Neuropilin-1 的结合会抑制其与 KDR 的结合及其对内皮细胞的有丝分裂活性。Soker等人（1998）提出，neuropilin-1是一种新型VEGF受体，调节VEGF与KDR的结合以及随后的生物活性，因此可能调节VEGF诱导的血管生成。

胎盘生长因子（PGF）有3种亚型；601121），指定为PGF1、PGF2和PGF3。只有 PGF2 能够结合肝素。Migdal等（1998）发现PGF2以肝素依赖性方式结合人脐静脉内皮细胞中的NRP1。肝素的葡萄糖胺-O-6 和艾杜糖醛酸-O-2 基团的硫酸化增强了 PGF2 与 NRP1 的结合。NRP1 还以较低的亲和力结合 PGF1。

Takahashi et al.（1999）发现了2个信号蛋白结合蛋白，plexin-1（PLXN1；601055）和neuropilin-1（NRP1）形成稳定的复合物。单独的 PLXN1 不结合 SEMA3A，但 NRP1/PLXN1 复合物对 SEMA3A 的亲和力比单独的 NRP1 更高。虽然 SEMA3A 与 NRP1 的结合不会改变非神经元细胞的形态，但 SEMA3A 与 NRP1/PLXN1 复合物的相互作用会诱导贴壁细胞聚集。感觉神经元中显性失活 PLXN1 的表达阻止了 SEMA3A 诱导的生长锥塌陷。SEMA3A 处理导致生长锥 NRP1 和 PLXN1 重新分布成簇。因此，作者得出结论，生理性 SEMA3A 受体由 NRP1/PLXN1 复合物组成。

Gagnon等人（2000）确定644个氨基酸的可溶性NRP1亚型（sNRP1）结合VEGF165，但不结合VEGF121。它抑制 VEGF165 与内皮细胞和肿瘤细胞的结合以及 VEGF165 诱导的内皮细胞中 KDR 的酪氨酸磷酸化。表达重组 sNRP1 的大鼠前列腺癌细胞显示出广泛的出血、血管受损和肿瘤细胞凋亡。Gagnon et al.（2000）得出结论，sNRP1似乎是VEGF165拮抗剂。

Dzionek等人（2000）通过免疫磁珠纯化CD4（186940）阳性血液树突状细胞（BDC）的单克隆抗体，鉴定出3种BDC抗原：BDCA2（CLEC4C；606677）、BDCA3、BDCA4。在新鲜人血液中，BDCA2和BDCA4的表达严格限于浆细胞样CD123（IL3RA；308385）-亮/CD11C（ITGAX; 151510）阴性BDC，而BDCA3的表达仅限于一小部分CD123阴性/CD11C阳性BDC。这一小群BDCA3阳性BDC与经典的CD123-dim/CD11C-bright BDC具有许多免疫表型特征，但与这些BDC不同的是，BDCA3阳性BDC缺乏BDCA1（CD1C; 188340）、CD2（186990）和几种Fc受体（见146790）。

大多数纹状体和皮质中间神经元源自基底端脑，随后分离到各自的目标。Marin et al.（2001）证明，由于至少部分由semaphorin-3A（603961）和semaphorin-3F（601124）组成的化学脉冲信号，迁移的皮质中间神经元避免进入纹状体。表达神经毡蛋白（信号蛋白受体）的迁移中间神经元被引导至皮质；那些缺乏它们的人会进入纹状体。神经毡蛋白功能的丧失会增加迁移到纹状体的中间神经元的数量。Marin et al.（2001）得出结论，他们的观察揭示了神经毡蛋白介导不同神经元群分类到不同大脑结构的机制，并提供证据表明，除了引导轴突外，这些受体还控制中枢神经系统中的神经元迁移。

初级免疫反应需要树突状细胞（DC）和次级淋巴器官中静止的幼稚 T 细胞之间的接触。Tordjman等人（2002）注意到1868年Paul Langerhans在人类皮肤神经研究中描述了DC（后来称为Langerhans细胞）和神经元之间的类比，提出NRP1可能由DC表达。Tordjman et al.（2002）利用免疫荧光显微镜、RT-PCR、免疫印迹分析以及流式细胞术检测了树突状细胞和静息T淋巴细胞上的NRP1。T 细胞与 DC 接触后，T 细胞 NRP1 与 CD3（参见 186780）共定位于免疫突触，有时也位于 T 细胞的另一极。可溶性 NRP1 以同亲方式与 DC 和 T 细胞上的 NRP1 相互作用，并且可以通过阻断 NRP1 抗体来抑制这种结合。COS 细胞中 NRP1 的异位表达诱导静息 T 细胞形成簇。在存在 NRP1 阻断抗体的情况下，DC 和静息状态之间形成簇，但未激活，T 细胞和 T 细胞增殖受到部分抑制，反映了许多其他粘附或整联蛋白分子的存在，例如 CD58（LFA3; 153420）参与DC-T细胞接触的稳定。Tordjman et al.（2002）得出结论，NRP1介导的相互作用是初级免疫反应启动的必要元素，并提供了另一个例子，如agrin（103320），神经突触和免疫突触共享的分子。

Neuropilin-1 早期被鉴定为介导排斥性生长锥引导的神经元受体，在内皮细胞中也发挥血管内皮生长因子 VEGF165 异构体特异性受体的作用，并在体外作为 VEGFR2 的辅助受体。Oh等人（2002）表明，VEGF通过VEGF受体2依赖性途径选择性上调NRP1，但不上调NRP2。在 VEGF 依赖性血管增殖性视网膜病的小鼠模型中，在新形成的血管中观察到强烈的 NRP1 mRNA 表达。此外，该模型中的选择性 NRP1 抑制显着抑制了新血管形成。这些结果表明，VEGF不仅可以直接激活内皮细胞，而且还可以通过上调其同源受体表达的机制促进体内血管生成。

Cackowski等人（2004）发现551和609个氨基酸的可溶性NRP1亚型对SEMA3A和VEGF165的结合能力与644个氨基酸的可溶性NRP1亚型相似。此外，所有这 3 种异构体都能抑制乳腺癌细胞系中全长 NRP1 介导的迁移。Cackowski et al.（2004）得出结论，可溶性NRP1异构体拮抗NRP1介导的细胞活性。

Lepelletier等（2007）利用免疫组织化学方法发现NP1和SEMA3A在胸腺上皮细胞（TECs）和CD4/CD8（见186910）胸腺细胞中表达。TECs组成型分泌的IL7（146660）和T细胞受体（TCR）共同上调胸腺细胞中NP1的表达。SEMA3A 阻断 NP1 阳性胸腺细胞与 TEC 的粘附，并诱导胸腺细胞排斥性迁移，部分是通过抑制非常晚期抗原的结合来实现的（参见 ITGA4；192975）至层粘连蛋白（参见LAMA1；150320）。Lepelletier et al.（2007）得出结论，NP1和SEMA3A的相互作用对于调节胸腺细胞的迁移和粘附很重要。

Sarris et al.（2008）发现，大多数调节性T细胞（Tregs）表达的小鼠Nrp1，而非幼稚T辅助细胞表达的，促进与未成熟树突状细胞的长时间相互作用，从而导致对限制量的敏感性更高。抗原。他们提出，Treg 细胞比初始 Th 细胞具有优势，具有相同的特异性，导致在没有促炎“危险信号”的情况下默认抑制免疫反应。

Imai et al.（2009）分析了小鼠嗅觉图形成的目标前轴突排序。在嗅觉感觉神经元中，有一种轴突导向受体neuropilin-1及其排斥性配体semaphorin-3A（SEMA3A；603961），以互补的方式表达。Imai et al.（2009）发现neuropilin-1的表达水平决定了轴突的预靶排序和投射位点。嗅觉感觉神经元特异性敲除 semaphorin-3A 会扰乱轴突排序并改变嗅觉图谱。因此，Imai et al.（2009）得出结论，根据轴突表达的引导分子的相对水平，目标前轴突分选在建立拓扑顺序方面发挥着重要作用。

Tran et al.（2009）发现Sema3A/Npn1/PlexA4（604280）信号级联控制第五层皮层神经元的基底树突分枝，但不影响脊柱的形态发生或分布。相比之下，他们证明分泌的信号蛋白Sema3F（601124）是脊柱发育和突触结构的负调节因子。编码Sema3F及其全感受器成分Npn2（602070）和丛蛋白A3（PLEXA3）基因无效突变的小鼠；300022）表现出齿状回颗粒细胞和皮质层V锥体神经元棘的数量和大小增加，以及异常的棘分布。此外，Sema3F 在体外促进分离神经元中棘和兴奋性突触的损失，并且在 Npn2 缺失的脑切片中，皮质层 V 和齿状回颗粒细胞表现出增加的微型兴奋性突触后电流频率。分泌信号蛋白的这些不同作用反映在 Npn2 对顶树突的限制性树突定位和 Npn1 对皮层锥体神经元所有树突的限制性树突定位上。

Beck et al.（2011）利用皮肤肿瘤小鼠模型研究血管生态位和VEGF（VEGFA；192240）在肿瘤进展早期阶段控制鳞状皮肤肿瘤干性的信号。他们表明，皮肤乳头状瘤的癌症干细胞位于血管周围的微环境中，紧邻内皮细胞。此外，阻断Vegfr2（191306）不仅可以通过降低微血管密度来导致肿瘤消退，还可以通过减少癌症干细胞库的大小并损害癌症干细胞的更新特性来导致肿瘤消退。肿瘤上皮细胞中Vegfa的条件性缺失导致肿瘤消退，而肿瘤上皮细胞过度表达Vegf则加速肿瘤生长。除了众所周知的对血管生成的作用外，Vegf 还通过促进癌症干细胞和对称癌症干细胞分裂来影响皮肤肿瘤的生长，从而导致癌症干细胞扩张。此外，Nrp1（一种在皮肤癌干细胞中表达的 VEGF 辅助受体）的缺失会阻断 Vegf 促进癌症干细胞和更新的能力。Beck等人（2011）得出结论，他们的结果确定了肿瘤细胞衍生的VEGF在促进癌症干细胞中的双重作用：通过旁分泌方式刺激血管生成，VEGF为癌症干细胞创造了血管周围的生态位，并通过直接影响癌症干细胞VEGF 通过自分泌环中的 NRP1 作用于细胞，刺激癌症干细胞和更新。最后，正常表皮中 NRP1 的缺失可以防止皮肤肿瘤的发生。

Hayashi等人（2012）表明，Sema3A通过抑制破骨细胞骨吸收和增加成骨细胞骨形成来发挥骨保护作用。Sema3A与Nrp1的结合通过抑制ITAM（608740）和RhoA（165390）信号通路来抑制RANKL（602642）诱导的破骨细胞分化。此外，Sema3A 和 Nrp1 结合通过经典的 Wnt/β-catenin 信号通路刺激成骨细胞并抑制脂肪细胞分化（参见 116806）。Nrp1 的 Sema3A 结合位点被基因破坏的小鼠重现了 Sema3a 缺失小鼠的骨质减少表型。小鼠静脉注射 Sema3A 可增加骨量并加速骨再生。

Delgoffe et al.（2013）表明免疫细胞表达配体信号蛋白4A（SEMA4A；607292）和Treg细胞表达的受体Nrp1在体外相互作用，以增强Treg细胞的功能和存活，在体内，在炎症部位相互作用。Delgoffe等人（2013）使用Treg细胞限制性删除Nrp1的小鼠表明，Nrp1对于抑制自身免疫和维持免疫稳态是可有可无的，但Treg细胞需要Nrp1来限制抗肿瘤免疫反应和治愈已形成的炎症结肠炎。Nrp1 的 Sema4a 连接抑制了 Akt（164730）在细胞内的磷酸化以及 Pten（601728）在免疫突触处的磷酸化，从而增加了转录因子 Foxo3a（602681）的核定位。Nrp1 诱导的转录组通过增强静止和存活因子同时抑制促进分化的程序来促进 Treg 细胞的稳定性。重要的是，这种 Nrp1 依赖性分子程序在瘤内 Treg 细胞中很明显。Delgoffe et al.（2013）得出结论，他们的数据支持了一个模型，其中Treg细胞的稳定性可以在某些炎症部位被破坏，但由Sema4a-Nrp1轴维持。

张等人（2018）表明，通过诱导性内皮基因删除Nrp1和Vegfr1（FLT1；FLT1；165070）使小鼠能够抵抗饮食引起的肥胖。Nrp1 和 Flt1 受体的缺失增加了 Vegfa 的生物利用度，并通过 Vegfr2 诱导乳糜管连接和乳糜微粒吸收不良。Vegfr2和血管内皮钙粘蛋白（VE-cadherin；601120）信号抑制挽救了突变小鼠的乳糜微粒运输。通过细胞骨架 VE-钙粘蛋白锚的分解来拉开乳糜管连接，阻止了野生型小鼠中乳糜微粒的摄取。

▼ 分子遗传学

由于NRP1中缺乏功能性SEMA3A结合域的突变小鼠具有类似卡尔曼综合征的表型（参见HH16, 614897），Hanchate et al.（2012）分析了24名携带SEMA3A基因杂合突变的卡尔曼综合征患者的NRP1基因而在100名没有SEMA3A突变的卡尔曼综合征患者中，却没有发现突变。作者得出结论，NRP1 突变在卡尔曼综合征患者中很少见或不存在。

关联待确认

有关 NRP1 基因变异与动脉干之间可能关系的讨论，请参阅 602069.0001。

▼ 动物模型

Takashima等人（2002）表明，当Nrp1和Nrp2（他们分别称为Np1和Np2）被敲除时，转基因小鼠在胚胎第8.5天在子宫内死亡。这些小鼠的卵黄囊完全没有血管。Nrp2 缺陷但 Nrp1 杂合的小鼠或 Nrp1 缺陷但 Nrp2 杂合的小鼠也是胚胎致死的，并存活至胚胎第 10 天至 10.5 天。异常血管表型的其他细节类似于 Vegf 和 Vefgr2 敲除的细节。结果表明，神经毡蛋白是胚胎血管发育的早期基因，并且 NRP1 和 NRP2 都是必需的。

NRP1 是 VEGF 和 SEMA3A 的细胞表面受体，由神经元和内皮细胞表达。Lee等人（2002）表明，在斑马鱼中，Nrp1蛋白是人类VEGF165的功能性受体。整体原位杂交表明，斑马鱼胚胎和早期幼虫发育过程中NRP1基因的转录本主要在神经元和血管组织中检测到。胚胎中该基因的敲低会导致血管缺陷。用 VEGFR2 激酶抑制剂处理的胚胎也有类似的血管缺陷，这表明斑马鱼 NRP1 的敲低会降低 VEGF 活性。为了确定 NRP1 和 VEGF 活性在体内是否相互依赖，将斑马鱼 NRP1 和 VEGF 吗啡啉以各自不会显着抑制血管发育的浓度共同注射到胚胎中。结果是通过节间血管和轴向血管有效抑制血细胞循环，证明 VEGF 和 NRP1 协同作用，促进功能性循环系统。这些结果首次提供了 NRP1 通过 VEGF 依赖性途径调节血管生成的生理学证据。

Gu等人（2003）培育了Npn1敲入小鼠，其表达具有改变的配体结合的Npn1变体，以及条件性Npn1缺失小鼠。他们确定内皮细胞中的 Vegf-Npn1 信号传导是血管生成所必需的。Sema-Npn1 信号传导对于血管生成来说是可有可无的，但它是中枢和周围神经系统中多个神经元群的轴突寻路所必需的。Vegf-Npn1 和 Sema-Npn1 信号传导对于心脏发育至关重要。

Young 等人（2012）培育了 Nrp1 中缺乏功能性信号蛋白（见 603961）结合域的小鼠，并观察到卡尔曼综合征样表型的发展（见 HH16, 614897）。突变小鼠的病理组织学分析显示，外周嗅觉系统发育异常，神经内分泌GnRH细胞向基底前脑的胚胎迁移有缺陷，导致新生小鼠死亡率增加，成年小鼠的生育能力降低。

▼ 等位基因变异体（1个精选示例）：

.0001 意义不明的变体

NRP1、IVS3、TG、+2

该变异被归类为意义不明的变异，因为其对动脉干的贡献（见217095）尚未得到证实。

Shaheen et al.(2015)在一个具有动脉干的多重近亲沙特家族的先证者中（参见CTHM, 217095）鉴定出NRP1基因的纯合剪接位点突变（c.248+2T-G, NM_003873.5）。RT-PCR证实该变异为截短突变，完全废除了供体位点，导致整个外显子（175 bp）的跳跃，预测该蛋白（Asp25GlyfsTer25）的提前终止。免疫印迹分析显示，与对照组相比，先证者中未检测到 Neuropilin-1 蛋白。先证者的两名类似患病的同胞在出生后 10 天零 2 个月时死亡。