肝素钾 1; CLRN1
USH3A基因；USH3A
USH3
HGNC 批准的基因符号：CLRN1
细胞遗传学定位：3q25.1 基因组坐标（GRCh38）：3:150,926,163-150,972,999（来自 NCBI）
▼ 克隆与表达
Joensuu等（2001）通过EST数据库检索和对Usher综合征IIIA型（276902）染色体3q21-q25关键区域的测序，鉴定了几个基因，其中包括CLRN1，他们将其称为USH3A基因。USH3A 蛋白具有一个胞质 N 末端、2 个螺旋跨膜结构域以及位于 C 末端的内质网膜保留信号 TKGH。Northern 印迹分析检测到 3 个 USH3A 转录物（4.5 kb、1.4 kb 和 2.0 kb）在成人组织中普遍表达。RT-PCR 分析检测到视网膜中的表达。两种方法均未在人淋巴母细胞中检测到 USH3A 的表达。
Fields et al.（2002）发现USH3A基因编码推导的232个氨基酸的蛋白质。该蛋白质的成熟形式预计含有 3 个跨膜结构域和 204 个残基。
Adato等人（2002）组装了跨越USH3A基因的500kb基因组区间，并确定了USH3A基因的全长编码序列，预计编码具有4个跨膜结构域的232个氨基酸的蛋白质，他们将其命名为clarin- 1. Adato et al.（2002）检测到USH3A在视网膜、骨骼肌、睾丸和嗅上皮中的表达。在内耳中，柯蒂氏器的内毛细胞和外毛细胞以及螺旋神经节细胞特有表达。
Vastinsalo等人（2011）通过对从人视网膜cDNA文库中获得的CLRN1克隆进行测序，除了主要变体之外还鉴定了10个可变剪接变体，其包含外显子0、2和3，编码232个氨基酸的蛋白质。其他含有 ORF 的转录物预计编码 30 至 245 个氨基酸的蛋白质，并且除 30 个氨基酸肽外，所有转录物都具有 1 至 4 个跨膜片段。一些剪接变体包括过早终止密码子并且可能是未翻译的。EST 数据库分析表明外显子 2 也可能剪接到其他下游外显子上。PCR 分析检测到大多数检查组织中主要 CLRN1 变体的弱表达。在视网膜、耳蜗、心脏、大脑、胎盘、肺、骨骼肌、胰腺和卵巢中检测到编码 245 个氨基酸蛋白质的变体。
▼ 基因结构
Joensuu et al.（2001）确定CLRN1基因包含4个外显子，横跨大约18 kb的基因组DNA。他们还鉴定了一个剪接变体，命名为同种型 b，包含一个额外的 87 bp 外显子（外显子 1b）。
Fields et al.（2002）提供了CLRN1基因的修订结构，包括新的转录起始位点、5-prime非翻译区和编码232个氨基酸蛋白质的转录本。他们表示，修订后的 CLRN1 cDNA 中不存在外显子 1、外显子 1b 或外显子 4 的任何部分。
Adato et al.（2002）确定了CLRN1基因的基因组结构和替代转录本。比 Joensuu 等人（2001）报道的更长的转录本以新识别的外显子 0 开始，继续外显子 2，外显子 3 和 4 及其间插内含子一起转录，但不包括先前识别的外显子 1 和 1b 。
Vastinsalo等人（2011）确定CLRN1基因至少包含8个外显子，他们将其称为外显子0、0b、1、1b、2、2b、3a和3b。外显子 3a 和 3b 与插入的内含子一起连接，形成主剪接变体中的外显子 3。外显子 1 上游区域在主要变体中未转录，包含一个 CpG 岛。外显子 0、1、2 和 3 上游区域包含假定的转录因子结合位点。功能分析显示，最高的启动子活性与外显子 0 上游区域相关。假基因 CLRN1OS 位于相反的链上，并具有以相反方向运行的 5 素 UTR，并与 CLRN1 的 5 素 UTR 重叠。基因。
▼ 基因家族
Adato 等人（2002）进行了序列数据库搜索并鉴定了另外 2 个 clarin-1 人类旁系同源物：clarin-2 和 clarin-3。在原核生物、酵母、植物、线虫和昆虫的基因组中没有发现直向同源物，这表明该基因家族仅限于脊椎动物。4 个跨膜结构域、保守的序列基序以及 TM1 和 TM2 之间的单个糖基化共有位点是 clarin 家族成员的特征，在不同物种中总共鉴定了 14 个 clarin。在更广泛的背景下，Clarins 似乎属于具有 4 个跨膜结构域的小型整合膜糖蛋白的大超家族，包括连接蛋白和密蛋白，先前已证明它们与耳聋的形式有关。唯一与 3 个 clarins 序列相似的蛋白质是 stargazin，它是一种由 CACNG2 基因编码的细胞突触蛋白（602911）。由于与 stargazin 的序列同源性，Adato 等人（2002）提出 clarin-1 在毛细胞和感光细胞突触中的作用。
▼ 测绘
Joensuu等（2001）通过序列分析，将CLRN1基因定位到染色体3q21-q25。Fields et al.（2002）指出3q25是CLRN1基因的细胞遗传学位置。
Fields et al.（2002）表明小鼠中的直系同源基因位于染色体 3 上，而大鼠中的直系同源基因位于染色体 2 上。他们在染色体 4 和 10 上鉴定了 2 个人类旁系同源基因。
▼ 分子遗传学
IIIA 型亚瑟综合症
Sankila et al.（1995）和Joensuu et al.（1996）报告的2个芬兰家庭和Gasparini et al.（1998）报告的1个意大利家庭中患有Usher综合征IIIA型（276902），Joensuu et al.（2001）鉴定出USH3A基因突变（606397.0001-606397.0003）。
Fields et al.（2002）描述了 USH3A 基因中的 4 种新的致病突变，其中包括一种在德系犹太人群体中相对常见的突变（N48K；606397.0004）。
Adato等人（2002）在来自6个IIIA型Usher综合征家族的11名受影响个体中检测到3个USH3A突变。它们是错义突变（606397.0004）、无义突变（606397.0006）和23-bp缺失（606397.0007），可能导致clarin-1功能失活。
Aller等人（2004）对西班牙Usher综合征患者的USH3A基因突变进行了筛查，仅在2个家族中发现了突变。他们鉴定出 1 名 IIIA 型 Usher 综合征患者，其 C40G 突变纯合（606397.0008）。他们指出，西班牙Usher综合征家族的USH3A基因中仅报告了1种其他突变（606397.0006）。这2个家庭仅占西班牙亚瑟综合症家庭的1.7%。
色素性视网膜炎 61
在 2 个巴基斯坦近亲家庭的受影响成员中，孤立出非综合征性常染色体隐性遗传色素性视网膜炎（RP61；614180），Khan et al.（2011）鉴定了CLRN1基因错义突变的纯合性（606397.0009-606397.0010），两者都发生在跨膜结构域。Khan等人（2011）得出结论，这些RP相关突变可能代表低效突变，因为位于跨膜结构域的取代氨基酸仍然是极性的，而在USH3患者中检测到了更严重的变化。
▼ 动物模型
Geng et al.（2009）开发了 IIIA 型 Usher 综合征的 Clrn1 -/- 小鼠模型。Clrn1 早在胚胎第 16.5 天就在听觉毛细胞和前庭毛细胞以及相关的神经节神经元中表达，其在外毛细胞中的表达高于内毛细胞。Clrn1 -/- 小鼠表现出早发性听力损失，并迅速进展至严重水平。出生后2至3周（出生后14至21天），Clrn1缺失小鼠表现出听觉诱发脑干反应（ABR）阈值升高以及峰值和峰间潜伏期延长。到出生后第 21 天，大约 70% 的 Clrn1 缺失小鼠没有可检测到的 ABR，到出生后第 30 天，这些小鼠耳聋。Clrn1 缺失小鼠无法记录失真产物耳声发射。Clrn1 缺失小鼠的前庭功能反映了耳蜗表型，尽管它比耳蜗功能恶化得更缓慢。早在出生后第 2 天就观察到外毛细胞静纤毛的紊乱，到出生后第 21 天观察到外毛细胞丧失。Geng et al.（2009）得出结论，CLRN1对于毛细胞功能和相关神经激活是必需的。
▼ 等位基因变异体（10个精选例子）：
.0001 亚瑟综合症，IIIA 型
CLRN1、TYR176TER
Fields等（2002）证明USH3A基因第3外显子中的Fin（主要）USH3A突变，被Joensuu等（2001）鉴定为300C-T（TYR100TER），应称为528T -G，导致 tyr176-to-ter 取代。Joensuu等人（2001）在芬兰一个分离亚瑟综合征IIIA型（USH3A；USH3A；276902）并在另外 52 名芬兰患者中发现了它。Fields 等人（2002）在来自芬兰和其他北欧血统的受影响个体的 28 个突变等位基因中的 11 个中发现了这种突变。
.0002 亚瑟综合症，IIIA 型
CLRN1、MET120LYS
来自2个家庭的4名芬兰患者分离出IIIA型亚瑟综合征（USH3A；276902），Joensuu et al.（2001）鉴定了Fin（主要）突变（606397.0001）的杂合性以及导致met120-lys（M120K）取代的T-A颠换。Joensuu等人（2001）将该突变称为Fin（次要），称为131T-A（MET44LYS），而Fields等人（2002）则表明该突变应称为359T-A（M120K）。突变发生在 USH3A 基因的外显子 1。
.0003 亚瑟综合症，IIIA 型
CLRN1、3-BP DEL、459ATT
意大利一个近亲血缘家庭分离出IIIA型亚瑟综合征（USH3A；276902），Joensuu et al.（2001）在USH3A基因的外显子3中发现了一个3-bp的缺失，导致异亮氨酸和亮氨酸被一个蛋氨酸取代。Fields等人（2002）表明，该突变被Joensuu等人（2001）称为231-233delATT，应该称为459-461delATT。
.0004 亚瑟综合症，IIIA 型
CLRN1、ASN48LYS
Fields et al.（2002）在IIIA型Usher综合征患者中检测到USH3A基因共有28个突变等位基因（USH3A；276902），11 例存在错义突变，asn48 变为 lys（N48K），这是由于外显子 1 中的 144T-G 颠换所致。该突变仅发生在德系犹太人患者中，并且除了 1 例外，所有患者均以纯合状态存在。发现处于复合杂合状态，具有 leu150-to-pro 突变（L150P; 606397.0005）。
Adato et al.（2002）在来自东欧犹太血统的 4 个不相关家庭的 6 名受影响个体中检测到 N48K 错义突变。5 名患者为纯合子，1 名患者仅在 1 个等位基因上发生替换，并且未检测到第二个 USH3A 突变。携带者染色体上共有的微卫星和 SNP 单倍型表明这种突变存在创始人效应。
Ness 等（2003）在 40 名患有 Usher 综合征的德系犹太患者队列中发现，临床上被分类为 III 型 Usher 综合征的 16 名患者（40%）是 N48K 突变纯合子。在纽约地区的德系犹太人中，N48K 的携带频率为 0.7%（95% CI = 0.0-1.6%），预计亚瑟综合征 III 型患病率为每 10 万人中 1.2 人。尽管该组中 III 型 Usher 综合征具有遗传同质性，但 N48K 纯合子表现出的表型严重程度存在很大差异。听觉表型出现的年龄从婴儿期到 35 岁以上不等。一名 56 岁女性在童年早期就出现了眼部表型，最终没有有用的视力，而听力损失在 35 岁后开始，进展为中度至重度。
.0005 亚瑟综合症，IIIA 型
CLRN1、LEU150PRO
一名患有 IIIA 型 Usher 综合征（USH3A；居住在美国的Fields等人（276902）发现犹太人常见的突变asn48为lys（N48K；CLRN1基因中的606397.0004）以复合杂合状态与外显子3中的449T-C转变组合，导致leu150到pro（L150P）突变。
.0006 亚瑟综合症，IIIA 型
CLRN1、TYR63TER
3 名同胞患有 IIIA 型 Usher 综合征（USH3A；Adato et al.（276902）来自一个非近亲西班牙家族，Adato et al.（2002）在CLRN1基因中检测到189C-A替换，预计会导致tyr63-to-ter（Y63X）纯合无义突变。
Aller等（2004）指出，Adato等（2002）报道的具有Y63X突变的家族可以临床诊断为I型Usher综合征，因为听力障碍是严重且稳定的。Aller等人（2004）认为进行性听力损失并不是区分Usher综合征III型与I型和II型Usher综合征的决定性参数。
.0007 亚瑟综合症，IIIA 型
CLRN1、23-BP DEL、NT187
2 名同胞患有 IIIA 型 Usher 综合征（USH3A；Adato 等人（2002）在来自也门犹太血统的非近亲血缘家庭的 CLRN1 基因（276902）中检测到纯合状态下 CLRN1 基因的 23 bp 缺失。该缺失跨越了第一个甲硫氨酸密码子下游的第 187-209 个核苷酸，预计会导致第 63 个氨基酸发生移码，并在 25 个氨基酸后导致终止密码子。
.0008 亚瑟综合症，IIIA 型
CLRN1、CYS40GLY
IIIA型亚瑟综合征（USH3A；276902），Aller et al.（2004）鉴定了CLRN1基因中118T-G颠换的纯合性，导致cys40到gly（C40G）突变。父母和未受影响的姐妹都是该突变的杂合子。
.0009 色素性视网膜炎 61
CLRN1、LEU154TRP
巴基斯坦近亲家庭成员患有非综合征性色素性视网膜炎（RP61；614180），Khan et al.（2011）鉴定了 CLRN1 基因外显子 3 中 461T-G 颠换的纯合性，导致跨膜结构域中的 leu154-to-trp（L154W）取代。亚细胞定位研究表明突变蛋白在内质网中保留，而野生型蛋白主要存在于细胞膜上。在 81 名无关的巴基斯坦 RP 患者或 90 名种族匹配的对照个体中未发现该突变。
.0010 色素性视网膜炎 61
CLRN1、PRO31LEU
巴基斯坦近亲家庭成员患有非综合征性色素性视网膜炎（RP61；614180），Khan et al.（2011）鉴定了 CLRN1 基因外显子 1 中 92C-T 转变的纯合性，导致跨膜结构域中 pro31 到 leu（P31L）的取代。亚细胞定位研究表明突变蛋白在内质网中保留，而野生型蛋白主要存在于细胞膜上。在 81 名无关的巴基斯坦 RP 患者或 90 名种族匹配的对照个体中未发现该突变。
