受体相互作用丝氨酸-苏氨酸激酶 4;RIPK4
锚蛋白重复结构域蛋白 3;ANKRD3
PKC-δ-相互作用蛋白激酶; DIK
RIP4
HGNC 批准的基因符号:RIPK4
细胞遗传学定位:21q22.3 基因组坐标(GRCh38):21:41,739,373-41,767,052(来自 NCBI)
▼ 克隆与表达
鉴定与蛋白激酶C-δ(PRKCD)相互作用的蛋白质 176977),Bahr et al.(2000)利用酵母2-hybrid系统,以大鼠PRKCD催化结构域为诱饵,筛选人角质形成细胞系cDNA文库。他们分离出一种cDNA,将其称为DIK(PKC-δ-相互作用蛋白激酶),编码推导的784个氨基酸的蛋白质,计算分子量为86 kD。该蛋白的 N 端区域包含 12 个在所有蛋白激酶中高度保守的亚结构域、10 个锚蛋白样重复序列和一个潜在的核定位信号。DIK与DAP(600954)有49%的序列相似性;然而,与 DAP 不同的是,它既不包含死亡结构域,也不包含钙调蛋白结合结构域。Bahr等人(2000)在体外转录/转录系统中合成了DIK,并在细菌、HEK、COS-7和杆状病毒感染的昆虫细胞中将DIK表达为重组蛋白。在体外系统和细胞中,但不是在细菌中,产生了各种后修饰形式的 DIK。
Chen等人(2001)以PKCB1(176970)的催化结构域为诱饵,利用酵母胎儿文库的酵母2-杂交筛选克隆了小鼠同源物。Northern印迹分析显示除脾脏之外的所有检查组织中都有丰富的表达。交配后10.5至14.5天小鼠胚胎的原位杂交表明表达受到发育调节。通过Western blot分析,Chen et al.(2001)鉴定了Ankrd3(一种110 kD的胞质蛋白)的3种形式,以及100 kD和112 kD与膜相关的2种形式。他们确定 110-kD 和 112-kD 形式被磷酸化,并且磷酸化需要活性催化结构域。Ankrd3 在转染的 COS 和 293T 细胞中的免疫定位显示出精细的网状染色模式,与 Ankrd3 与细胞内膜的关联一致。
Gollasch et al.(2015)利用cDNA-PCR分析证明了RIPK4在毛囊和表皮组织中的表达。
▼ 基因结构
Bahr等(2000)确定DIK基因含有8个外显子,跨度约为27.7 kb。
▼ 测绘
Hattori等(2000)通过序列分析,将人类ANKRD3基因定位到染色体21q22.3。
▼ 基因功能
Bahr等(2000)发现DIK表现出自身磷酸化和底物磷酸化。免疫沉淀实验表明,DIK 与 PRKCD 催化结构域的相互作用比与全酶的相互作用更好。
Mitchell et al.(2012)利用人原代角质形成细胞,在 RIPK4 转录起始位点 56 kb 范围内鉴定出 4 个高保真 p63(603273)结合位点,瞬时转染实验表明,通过4 个 p63 结合位点。Mitchell 等人(2012)得出结论,RIPK4 是 p63 的直接转录靶标,p63 是一种已知的分层上皮发育调节因子,在预防翼状胬肉综合征的分子事件级联中充当节点(参见 263650)。
Huang et al.(2013)发现异位RIPK4,但不是催化失活或Bartsocas-Papas综合征(BPS1;263650)RIPK4突变体,诱导胞质β-catenin(116806)的积累以及与WNT3A(606359)类似的转录程序。在爪蟾胚胎中,Ripk4 与共表达的爪蟾 Wnt8 协同作用,而 Ripk4 吗啉代或催化失活的 Ripk4 拮抗 Wnt 信号传导。RIPK4 与转换因子蛋白 DVL2(602151)组成型相互作用,并在 WNT3A 刺激后与辅助受体 LRP6(603507)相互作用。RIPK4 磷酸化 DVL2 有利于经典 Wnt 信号传导。RIPK4 敲低可抑制异种移植人类肿瘤细胞的 WNT 依赖性生长,表明 RIPK4 过度表达可能有助于某些肿瘤类型的生长。
Oberbeck et al.(2019)表明RIPK4在小鼠发育中的作用需要其激酶活性;表皮表达的RIPK4和IRF6(607199)调节相同的生物学过程;IRF6 在 ser413 和 ser424 处的磷酸化启动了 IRF6 的激活。Oberbeck 等人使用 RNA 测序(RNA-seq)、组蛋白染色质免疫沉淀测序(ChIP-seq)以及使用测序(ATAC-seq)对野生型和 IRF6 缺陷小鼠胚胎中的皮肤进行转座酶可及染色质分析.(2019)定义了表皮分化过程中IRF6调控的转录程序。IRF6 在二价启动子处富集,IRF6 缺陷导致参与脂质代谢和紧密连接形成的基因表达缺陷。因此,Irf6缺失皮肤的角质层脂质组成异常,最终导致表皮屏障功能严重缺陷。Oberbeck 等人(2019)得出的结论是,他们的结果解释了 RIPK4 和 IRF6 如何发挥作用以确保表皮的完整性,并为为什么当该轴出错时会导致以口面部、皮肤和生殖器异常为特征的发育综合征提供了机制见解。
▼ 分子遗传学
巴索卡斯-帕帕斯综合症 1
2名来自无关近亲家庭的男孩患有Bartsocas-Papas 1型腘胬肉综合征(BPS1;263650),Mitchell et al.(2012)鉴定出无意义的纯合性(S376X;605706.0001)和一个错义(I81N; 605706.0002)RIPK4基因突变。作者指出,Ripk4 缺失小鼠表现出严重的表皮粘连,表现出 Bartsocas-Papas 综合征的表型。
Kalay et al.(2012)在土耳其一个大近亲家庭的2个患致命腘胬肉综合征的表兄弟姐妹中,定位到染色体21q22.3,分析了候选RIPK4基因,并鉴定了错义突变的纯合性(I121N;605706.0003);两组父母的突变都是杂合的。Kalay et al.(2012)还在一个埃及近亲家庭中对一个3.5个月大时死亡的受影响女孩的RIPK4基因进行了测序,发现死亡婴儿的RIPK4(605706.0004)中的1-bp插入是纯合的。她未受影响的父母是杂合子。
Busa 等人(2017)在摩洛哥近亲结婚的患有 Bartsocas-Papas 综合征 1 的男性胎儿(患者 1)中鉴定出 RIPK4 基因(605706.0007)中单碱基重复的纯合性。父母的突变是杂合的。
昌德综合征
一名 5 岁女孩,被推定诊断为踝睑-外胚层缺陷-唇腭裂综合征(AEC;Gripp等人(2013)在TP63基因(603273)没有突变的情况下,筛选了RIPK4基因的突变,并鉴定出纯合性错义突变(G163D;106260)。605706.0005)。孩子的父母是突变杂合子。作者认为该疾病是 Bartsocas-Papas 综合征的一种减弱形式,但指出与之前报道的 BPS 患者不同,他们的患者没有翼状胬肉或并指(参见 CHAND 综合征,214350)。作者还指出,TP63 是 RIPK4 的直接转录激活剂。
Gollasch等人(2015)在科威特近亲亲属的3名诊断为AEC或CHAND综合征的儿童中排除了TP63基因的突变,并鉴定了RIPK4基因(E284K;E284K;605706.0006)因家庭失调而隔离。分子模型表明,该突变可能导致蛋白质同二聚体结构的稳定性降低。
在一名 3 岁男孩(患者 2)中,突尼斯血统的近亲父母所生,患有 CHAND 综合征,Busa 等人(2017)在 RIPK4 基因中发现了与报告的患者中发现的相同 E284K 突变的纯合性Gollasch 等人(2015)。
▼ 动物模型
Rountree et al.(2010)研究了Rip4 -/- 小鼠,这些小鼠出生时因表皮分化缺陷而死亡,导致皮肤褶皱比野生型同窝小鼠少,后肢和尾部与身体部分融合,以及外孔融合、口腔和食道。Rip4 的转基因表皮特异性表达挽救了 Rip4 -/- 小鼠的表皮表型,表明 Rip4 在表皮中自主发挥作用以调节分化。尽管Rip4 -/- 小鼠与Ikk-α(600664) -/- 小鼠和stratifin(SFN;601290)重复脱毛(Sfn Er/Er)小鼠中,K14(148066)-Rip4转基因在这些突变背景下未能促进表皮分化。用 TPA 局部治疗 K14-Rip4 小鼠会引起严重的中性粒细胞炎症,这种效应与 TNFR1(191190)功能无关,但转基因小鼠在 DMBA 引发的 TPA 促进的皮肤癌中肿瘤形成频率没有改变。Rountree et al.(2010)提出,RIP4在表皮中通过PKC(见176960)特异性信号通路发挥作用,调节分化和炎症。
▼ 等位基因变异体(7个精选示例):
.0001 巴特索卡斯-帕帕斯综合症 1
RIPK4、SER376TER
一名 6 岁男孩,其特征与经常致命的 Bartsocas-Papas 1 型腘胬肉综合征(BPS1;263650),Mitchell 等人(2012)鉴定了 RIPK4 基因外显子 7 中 1127C-A 颠换的纯合性,导致 ser376-to-ter(S376X)取代,预计会导致过早终止密码子和随后的无义介导突变体转录物的降解。患者的近亲父母为突变杂合子。
.0002 巴特索卡斯-帕帕斯综合症 1
RIPK4、ILE81ASN
使用来自一名 3 岁男孩的 DNA 样本,该男孩患有常常致命的 Bartsocas-Papas 1 型腘胬肉综合征(BPS1;263650),之前由 Shanske 等人(2004)研究,Mitchell 等人(2012)鉴定了 RIPK4 基因外显子 2 中 242T-A 颠换的纯合性,导致 ile81-to-asn(I81N)激酶结构域中高度保守残基的取代。尽管没有来自他父母的 DNA,但在 dbSNP、1000 个基因组计划数据库或国家心脏、肺和血液研究所外显子组测序计划的 4,000 多个染色体中都没有发现该突变。
.0003 巴特索卡斯-帕帕斯综合症 1
RIPK4、ILE121ASN
土耳其一个大近亲家庭的 2 名幸存表兄弟患有常常致命的 Bartsocas-Papas 1 型腘胬肉综合征(BPS1;263650),最初由 Aslan 等人(2000)报道,Kalay 等人(2012)鉴定出 RIPK4 基因外显子 2 中 362T-A 颠换的纯合性,导致 ile121-to-asn(I121N)取代丝氨酸/苏氨酸激酶结构域中高度保守的残基。两组父母都是杂合突变,而在 336 名土耳其对照组中未发现这种突变。荧光素酶报告基因检测表明 I121N 突变体没有催化活性。
.0004 巴特索卡斯-帕帕斯综合症 1
RIPK4,1-BP INS,777A
一名埃及女孩在 3.5 个月大时死于 Bartsocas-Papas 综合征-1(BPS1; 263650),最初由 Abdalla 和 Morsy(2011)报道,Kalay 等人(2012)鉴定了 RIPK4 基因外显子 5 中 1-bp 插入(777insA)的纯合性,预计会引起移码,导致提前终止密码子。近亲父母的突变是杂合的。
.0005 昌德综合症
RIPK4、GLY163ASP
一名 5 岁儿童被诊断患有轻症 Bartsocas-Papas 综合征,但没有致死性、翼状胬肉或并指(CHANDS;214350),Gripp et al.(2013)鉴定了RIPK4基因中c.488G-A转变的纯合性,导致丝氨酸-苏氨酸激酶结构域中的gly163-to-asp(G163D)取代。她的父母是突变杂合子。没有对该变体进行功能研究。
.0006 昌德综合症
RIPK4、GLU284LYS
科威特近亲亲属中的 3 名儿童患有 CHAND 综合征(CHANDS; 214350),Gollasch et al.(2015)鉴定了RIPK4基因外显子6中c.850G-A转换(c.850G-A, ENST00000332512)的纯合性,导致在保守的残基。这种突变发生在丝氨酸-苏氨酸激酶结构域之外,与家族中的疾病分离。分子模型表明,该突变可能导致蛋白质同二聚体结构的稳定性降低。
在一名 3 岁男孩(患者 2)中,突尼斯血统的近亲父母所生,患有 CHAND 综合征,Busa 等人(2017)在 RIPK4 基因中发现了与报告的患者中发现的相同 E284K 突变的纯合性Gollasch 等人(2015)。
.0007 巴特索卡斯-帕帕斯综合症 1
RIPK4,1-BP DUP,1074T
一名男性胎儿(患者 1),由摩洛哥近亲结婚父母所孕,患有致命性 Bartsocas-Papas 综合征-1(BPS1;263650),Busa et al.(2017)鉴定出RIPK4基因中单碱基重复(c.1074dupT,NM_020639.2)的纯合性,导致提前终止密码子(E359X)。父母的突变是杂合的,突变发生在丝氨酸-苏氨酸激酶结构域之外。