KREV 相互作用受困 1; KRIT1
CCM1基因；CCM1
HGNC 批准的基因符号：KRIT1
细胞遗传学定位：7q21.2 基因组坐标（GRCh38）：7:92,198,969-92,246,100（来自 NCBI）
▼ 说明
CCM复合体，包括CCM1、CCM2（607929）、CCM3（PDCD10）；609118），与细胞骨架元件、信号转导成分和细胞连接相关（Hogan et al., 2008）。
▼ 克隆与表达
在 HeLa 细胞 cDNA 文库的 2 杂交筛选中，旨在识别 KREV1（RAP1A；179520）活性，Serebriiskii 等人（1997）分离出一种新的 cDNA，称为 KRIT1，用于“Krev 相互作用 trap-1”。推导的 529 个氨基酸的 KRIT1 蛋白包含一个 N 端锚蛋白重复结构域和一个新的 C-与 KREV1 关联所需的终端域。KRIT1 mRNA 内源性表达水平较低，具有组织特异性变异。
Laberge-Le Couteulx 等人（1999）在所有组织中检测到 5 至 6 kb 的 KRIT1 转录本，但在脑、肾和肺中含量较少。在心脏、骨骼肌和胰腺中也观察到了 3.5 kb 的条带。
Sahoo et al.（2001）将KRIT1蛋白的N末端延长了207个氨基酸。推导的全长 736 个氨基酸的蛋白质的计算分子量约为 81 kD。
张等人（2000）克隆了小鼠Krit1。推导的 736 个氨基酸蛋白包含一个锚蛋白重复序列、FERM 基序和 2 个潜在的核定位信号。
Retta et al.（2004）鉴定了Krit1b，它是缺少外显子15的Krit1的剪接变体。与作者称为Krit1a的全长蛋白相比，推导的697个氨基酸的Krit1b蛋白多了39个氨基酸与 Rap1a 关联所需的 C 末端区域的缺失。RT-PCR 检测到胸腺和大脑中 Krit1b 表达最强，而其他几个小鼠组织中表达较弱。KRIT1B 在某些人类细胞系中低水平表达，但在所检查的任何成人或胎儿人体组织中均未检测到。
▼ 基因功能
Serebriiskii et al.（1997）发现KRIT1与KREV1有很强的相互作用，但与Ras的相互作用很弱（见190020），这表明KRIT1可能特异性地调节KREV1的活性。
通过2-杂交分析和免疫共沉淀，Zhang et al.（2001）发现全长KRIT1不能与KREV1/RAP1A相互作用，但与整联蛋白胞质域相关蛋白-1（ICAP1; 607153）。ICAP1 与 β-1 整联蛋白（ITGB1；ITGB1；135630）并参与β-1介导的细胞粘附和迁移。KRIT1 的新 N 末端还包含一个 NPXY 基序，发现该基序是 ICAP1 相互作用所必需的。与ITGB1一样，KRIT1与ICAP1的200个氨基酸亚型（ICAP1-α）相互作用，但不与可变剪接产生的150个氨基酸亚型（ICAP1-β）相互作用。在竞争测定中，KRIT1 的诱导表达减弱了 ICAP1A 和 ITGB1 之间的相互作用。作者假设 ITGB1 和 KRIT1 可能会竞争 ICAP1A 上的同一位点，这或许构成了一种调控机制。脑海绵状血管瘤1（CCM1；CCM1）中观察到的KRIT1功能丧失突变 116860），可能会改变 ITGB1 依赖性血管生成过程中内皮细胞性能的预测结果的平衡。
Zawistowski et al.（2002）使用酵母2-杂交筛选证实了KRIT1和ICAP1的相互作用。N 端 KRIT1 NPXY 序列的突变完全消除了 KRIT1-ICAP1 相互作用。作者推测KRIT1可能参与整联蛋白分子与细胞骨架之间的双向信号传导，并且KRIT1可能在CCM1发病机制中通过整联蛋白信号传导影响细胞粘附过程。
为了研究KRIT1的生物学功能，Gunel等人（2002）使用特异性抗KRIT1抗体研究了内皮细胞中KRIT1的表达。通过显微镜和免疫共沉淀，他们表明 KRIT1 与微管共定位。在间期细胞中，KRIT1 沿着微管的长度被发现。在中期，KRIT1位于纺锤体极体和有丝分裂纺锤体上。在有丝分裂的后期，KRIT1 定位于与微管正端相关的模式。在后期，极间微管的正端显示出强烈的 KRIT1 染色，在末期后期，KRIT1 对中体残余物的染色最强；这是胞质分裂的部位，分裂细胞的微管正端重叠。这些结果证实 KRIT1 是一种微管相关蛋白；它在有丝分裂中位于正端的位置表明其在微管靶向中可能发挥作用。这些发现，再加上 KRIT1 与 KREV1 和 ICAP1A 相互作用的证据，表明 KRIT1 可能通过指导细胞骨架结构，帮助确定内皮细胞形状和功能，以响应细胞-细胞和细胞-基质相互作用。Gunel等（2002）提出这种靶向功能的丧失导致内皮管形成异常，从而解释了脑海绵状血管瘤病变的形成机制。
遗传性出血性毛细血管扩张症（见 187300）和脑海绵状血管瘤（见 116860）是涉及正常血管形态发生破坏的疾病。Marchuk 等人（2003）认为，这两种疾病的常染色体显性遗传模式表明，它们的潜在基因可能调节血管形态发生的关键方面。作者总结了KRIT1、endoglin（131195）和ALK1（601284）这些基因在血管生成遗传控制中的作用。
Zawistowski et al.（2005）利用共免疫沉淀、荧光共振能量转移和亚细胞定位策略表明KRIT1与CCM2基因（607929）产物malcavernin相互作用。与已建立的 KRIT1/ITGB1 和 KRIT1/ICAP1 相互作用类似，KRIT1/CCM2 关联依赖于 CCM2 的磷酸酪氨酸结合（PTB）结构域。家族性CCM2 L198R突变（607929.0007）消除了KRIT1/CCM2相互作用，表明这种相互作用的丧失可能在CCM发病机制中至关重要。当 CCM2 和 ICAP1 通过各自的 PTB 结构域与 KRIT1 结合时，会对 KRIT1 亚细胞定位产生不同的影响。作者通过证明 KRIT1 与 CCM2 和 MEKK3（602539）在三元复合物中的相关性，扩展了 CCM2 在 p38 MAPK（600289）信号传导模块中的参与。Zawistowski et al.（2005）提出，在家族性CCM中观察到的遗传异质性可能反映了协调信号复合体的不同分子成员的突变。
Borikova et al.（2010）表明，小鼠胚胎内皮细胞中Ccm1、Ccm2或Ccm3的敲除诱导RhoA（165390）过度表达，并在细胞边缘、细胞质和细胞核中持续保持RhoA活性。RhoA 激活在 Ccm1 敲低后尤其明显。Ccm1、Ccm2 或 Ccm3 的敲低抑制了血管样管的形成和细胞外基质的侵袭。Rock2（604002）的敲低或抑制可以抵消这些影响，并与抑制 RhoA 刺激的肌球蛋白轻链 2（MLC2；MLC2；见160781）。Borikova et al.（2010）得出结论，CCM蛋白复合物调节RhoA激活和细胞骨架动力学。
Maddaluno等人（2013）证明，小鼠KRIT1基因的内皮特异性破坏会诱导内皮向间质转化，从而导致血管畸形的发生。KRIT1 去除的内皮细胞中内皮-间质转化是由内源性骨形态发生蛋白-6（BMP6；BMP6；112266），进而激活转化生长因子-β（TGF-β；190180）和BMP信号通路。TGF-β 和 BMP 通路抑制剂可在体外和体内阻止内皮向间质转化，并减少 KRIT1 缺陷小鼠中血管病变的数量和大小。因此，TGF-β和BMP信号传导的增加，以及随之而来的KRIT1缺失内皮细胞的内皮向间质转化，是脑海绵状血管瘤疾病发生和进展的关键事件。
Mleynek等人（2014）利用小干扰RNA抑制人脐静脉内皮细胞（HUVEC）中CCM1的表达，并将细胞置于层流剪切应力下模拟动脉剪切。与野生型 HUVEC 不同，CCM1 耗尽的细胞无法与培养基中的流动方向对齐。
▼ 基因结构
Laberge-Le Couteulx et al.（1999）在KRIT1基因中鉴定出12个外显子。Sahoo et al.（2001）确定KRIT1基因有19个外显子，其中前3个是非编码的。
▼ 测绘
Serebriiskii et al.（1997）通过FISH将KRIT1基因定位到7q21-q22。作者指出，该区域在多种癌症中经常被删除或扩增。
张等人（2000）将小鼠Krit1基因定位到与人类染色体7q21-q22同线性的染色体5区域。
▼ 分子遗传学
20个家系中有12个患有脑海绵状血管瘤-1（CCM1; 116860），Laberge-Le Couteulx 等人（1999）鉴定了 CCM1 基因中的突变（参见例如 604214.0001），该突变与受影响的表型分离。Laberge-Le Couteulx et al.（1999）提出CCM1基因的突变可能导致显性失活效应或功能丧失；他们赞成第二个假设。散发性海绵状血管瘤表现为独特的病变，而家族性海绵状血管瘤则表现为多发性病变，这引发了努森双重打击机制，并且与海绵状血管瘤出现所需的CCM1功能完全丧失相一致。他们报告的所有突变都预测截短的 CCM1 蛋白完全或部分缺乏假定的 RAP1A 相互作用区域。数据表明 RAP1A 信号转导途径参与血管发生或血管生成。
Sahoo等人（1999）观察到在23个不同的CCM1家族中发现了7种不同的KRIT1突变。
Davenport 等人（2001）在 29 个 CCM 家族和 5 个散发病例中鉴定出 KRIT1 基因中的 10 个新突变和 1 个先前描述的突变（参见例如 604214.0008）。功能丧失突变的高频率表明肿瘤抑制机制的丧失。在一项后续研究中，Verlaan 等人（2002）报道了 CCM 家族中 KRIT1 基因的 7 个额外的新突变和 1 个先前描述的突变。结合前期研究，Verlaan等（2002）发现大约47%的CCM家族存在KRIT1突变。作者指出，KRIT1 基因中的大多数突变都会导致基因产物的实质性改变，支持与肿瘤抑制基因一致的功能丧失机制。
Sahoo et al.（2001）在 CCM1 患者的 KRIT1 基因中发现了几种新的移码突变。
Cave-Riant等人（2002）在121名不相关的CCM先证者中筛选了KRIT1基因，这些先证者至少有1名受影响的亲属和/或在脑MRI上显示出多个病变。52 名个体（43%）被证明具有 KRIT1 突变，并鉴定出 42 种不同的突变。四分之三的突变位于基因的 C 端一半，主要位于外显子 13、15 和 17 内。预计所有突变都会导致过早终止密码子。Cave-Riant et al.（2002）得出结论，CCM的潜在机制可能是由于提前终止密码子的存在和KRIT1单倍体不足而引起的KRIT1 mRNA衰减。
几乎所有导致 CCM 的 KRIT1 突变都会导致终止密码子过早出现，并且 KRIT1 蛋白功能的严重受损可能与该疾病的发病机制有关。Marini等（2004）在20例CCM患者中未能发现海绵状血管瘤杂合性缺失（LOH），验证了KRIT1单倍体不足是CCM潜在机制的假设。
Verlaan 等（2004）在 14 名散发性 CCM 和多种畸形的无关患者中，有 4 名（29%）发现了 KRIT1 基因的致病性突变。21 名不相关的散发性单一畸形患者均未出现 KRIT1 突变。Verlaan et al.（2004）得出结论，对于伴有多种畸形的散发性 CCM 病例，需要进行基因分析。在 Verlaan 等（2004）报道的 14 名散发性 CCM 患者中，另外 2 名患者中，Felbor 等（2007）使用多重连接依赖性探针扩增分别检测到 KRIT1 基因内的大重复和大缺失。因此，14名散发患者中有6名（42%）存在KRIT1突变。
Battistini et al.（2007）在来自5个不相关的CCM1家族的受影响个体中鉴定出5种不同的杂合KRIT1突变（参见例如604214.0009）。这些家庭包括33名突变携带者，其中57.6%没有症状。脑部 MRI 显示 82.3% 的无症状突变携带者存在病变。
Liquori et al.（2008）在24个意大利CCM家族中鉴定出5个CCM1基因缺失，其中1个该基因完全缺失。
对于 3 个 CCM 基因中的每一个，Pagenstecher 等人（2009）都显示 KRIT1、CCM2/malcavernin 或 PDCD10（609118）蛋白表达完全局部缺失，具体取决于各自的遗传突变。已知种系突变携带者的海绵体而非邻近正常或反应性内皮细胞仅对相应的 CCM 蛋白显示免疫组织化学阴性，但对其他 2 种蛋白染色呈阳性。免疫组织化学研究表明，内皮细胞嵌合体为 CCM1 患者洞穴内的新生血管，CCM2 患者的正常脑内皮，以及 CCM3 患者血运重建的血栓洞穴内血管的毛细血管内皮细胞，KRIT1、CCM2/malcavernin 和 PDCD10 染色呈阳性分别。Pagenstecher等人（2009）提出，来自CCM种系突变携带者的受影响内皮细胞中完全缺乏CCM蛋白支持CCM形成的2-hit机制。
通过对每个扩增子的多个克隆进行重复的扩增、亚克隆和测序，Akers 等人（2009）发现了体细胞突变，而这些突变是通过对大量扩增子直接测序而无法发现的。在所有 3 种遗传性 CCM 的 CCM 病变中均鉴定出了双等位基因种系和体细胞突变。体细胞突变仅在海绵状血管内壁的内皮细胞亚群中发现，而在间质病变细胞中未发现。尽管 CCM 蛋白在内皮细胞生物学中广泛表达，但作者还提出了 CCM 蛋白在内皮细胞生物学中的独特作用。Akers et al.（2009）提出，CCM病变的发生可能需要其中1个CCM基因的功能完全丧失。
Cau et al.（2009）在KRIT1基因中发现了2种不同的突变（参见例如C329X；604214.0011）存在于 7 个撒丁岛 CCM 家庭中的 5 个（71%）。对来自 4 个受影响家庭的患者进行的单倍型分析表明 C329X 突变具有创始人效应。
▼ 动物模型
Hogan et al.（2008）发现斑马鱼中ccm1的缺失导致胚胎血管扩张。血管扩张与内皮细胞的进行性扩散和血管壁变薄有关。细胞命运、细胞数量和内皮细胞-细胞接触的测定显示正常。ccm1 突变体、ccm2 突变体和 ccm1/ccm2 双突变体具有无法区分的血管表型，表明功能保守。
Boulday et al.（2011）指出，小鼠中Ccm1、Ccm2或Ccm3的缺失会导致胚胎死亡。他们在出生后第一天培育出了内皮特异性 Ccm2 缺失的小鼠，这导致了模仿人类 CCM 损伤的血管损伤。出生后第 1 天删除 Ccm1 或 Ccm3 会导致类似的小脑和视网膜病变。Ccm2 病变发展仅限于静脉床。Boulday et al.（2011）得出结论，Ccm2缺失的后果取决于消融的发育时间，并且与强烈血管生成的发育阶段相关。
通过检查条件性 Ccm1 敲除小鼠和 ccm1 变形斑马鱼血管病变发展的初始阶段，Mleynek 等人（2014）发现 Ccm1 的缺失导致血管系统在扩张之前表现出刻板的过度萌芽。作者观察到这种发芽行为与肌钙蛋白T2（TNNT2；TNNT2；191045）-变形斑马鱼，心脏不跳动，完全缺乏血流。Mleynek et al.（2014）假设CCM1是内皮细胞感知血流所必需的。
为了研究自发性 CCM 形成中内皮 TLR4 的需求，Tang 等（2017）使用来自 CCM 易感 Krit1（ECKO）群体（内皮特异性删除 Krit1）的小鼠，培育了具有 floxed Tlr4 和 Krit1 等位基因的小鼠。Tang 等人（2017）观察到，单个内皮 Tlr4 等位基因的缺失导致出生后第 10 天的 CCM 病变负担减少约 75%，而两个等位基因的缺失则几乎完全预防了 CCM 病变的形成。尽管不太完全，Cd14（一种结合脂多糖并促进 TLR4 信号传导的可溶性 TLR4 辅助受体）的整体丧失也阻止了易感 Krit1（ECKO）小鼠中 CCM 的形成。在无菌环境中分娩和饲养的 8 名 Krit1（ECKO）新生儿中，有 7 名未出现任何 CCM 病变。相比之下，所有在无菌环境中分娩但由传统母亲抚养的Krit1（ECKO）新生儿在出生后第10天均表现出强烈的CCM形成。Tang et al.（2017）发现CCM易感性与革兰氏阴性菌有关，并且 Tlr4 阻断或改变微生物组可阻止易感小鼠中 CCM 的形成。他们得出的结论是，虽然 KRIT1 突变易导致脑海绵状血管瘤的形成，但内皮 TLR4 和微生物组驱动其发展。
▼ 等位基因变异体（11个选例）：
.0001 脑海绵状血管畸形 1
KRIT1，1283C-T
3例脑海绵状血管瘤先证者-1（CCM1; 116860），Laberge-Le Couteulx et al.（1999）在CCM1基因中发现了无义终止密码子，其中之一是核苷酸1283处的C到T转换。
.0002 脑海绵状血管畸形 1
KRIT1，1-BP DEL，1342A
5例脑海绵状血管瘤先证者-1（CCM1; 116860），Laberge-Le Couteulx et al.（1999）发现CCM1基因中引起移码的缺失导致过早终止密码子。其中之一是涉及核苷酸 1342 的 1 bp 缺失。
.0003 脑海绵状血管畸形 1
KRIT1，1-BP INS，1271C
2例脑海绵状血管瘤先证者-1（CCM1; Laberge-Le Couteulx et al.（116860），Laberge-Le Couteulx et al.（1999）发现，在CCM1基因中，插入会导致移码和提前终止，其中之一是在一个谱系中1271号核苷酸后插入一个胞嘧啶。
.0004 脑海绵状血管畸形 1
KRIT1、GLN248TER
21个墨西哥裔美国家庭中有16个患有脑海绵状血管瘤（CCM1; Sahoo et al.（1999）分析发现KRIT1基因存在一个1-bp转换（742C-T），将gln变为提前终止密码子（Q248X）。在其他墨西哥裔美国人家庭以及非西班牙裔白种人家庭中也发现了 KRIT1 的独特突变。Rigamonti et al.（1988）和Kattapong et al.（1995）已经注意到墨西哥裔美国人脑海绵状血管畸形的发生率明显较高。在该人群中受影响的亲属中发现了一种常见疾病单倍型，这表明存在创始人效应。
由于编号差异，该突变也被称为gln455至ter（Q455X，rs267607203）。
.0005 与脑毛细血管畸形相关的过度角化性皮肤毛细血管静脉畸形
KRIT1、1-BP 删除、103G
Eerola et al.（2000）报道了一个患有遗传性脑毛细血管畸形的家族中，4人中有2人同时表现出角化过度的皮肤毛细血管静脉畸形（见116860）。后者的特点是延伸至真皮和皮下组织，并且具有覆盖皮肤的角化过度。所有 4 名受影响个体均因 KRIT1 基因外显子 1 中 G 1 bp 缺失而杂合，导致第 26 号氨基酸后出现移码，并在第 37 号密码子处过早终止。
.0006 脑海绵状血管畸形 1
KRIT1、IVS2DS、TC、+2
Eerola等（2000）报道了一个3代脑海绵状血管畸形家系（CCM1；116860），其中受影响的成员在 KRIT1 基因内含子 2 的剪接供体位点中为 T 到 C 转变的杂合子。对受影响个体的类淋巴母细胞进行 RT-PCR 分析，得出了缺乏外显子 2 或同时缺乏外显子 2 和 3 的突变等位基因的异常 cDNA 产物。
.0007 脑海绵状血管畸形 1
KRIT1、2-BP DEL、741TC
Lucas et al.（2001）研究了CCM1的从头突变引起海绵状血管瘤的可能性（116860）。他们描述了一名患有 2 处脑畸形的患者，该患者在 CCM1 基因的外显子 6 中携带杂合的 2-bp 缺失（741delTC）。该缺失引发了移码，在下游 23 个氨基酸处产生了 TAA 终止三联体，取代了外显子 7（H271X）中组氨酸的 CAT 三联体。父母的MRI均正常，父母均不携带741delTC突变。
.0008 脑海绵状血管畸形 1
KRIT1、ASP137GLY
Verlaan等（2002）指出，所有KRIT1突变都会引起脑海绵状血管瘤（CCM1；116860）当时已鉴定，除了2，asp137 to gly（D137G）和gln201 to glu（Q201E；604214.0009），导致截短且可能无活性的蛋白质。他们重新研究了最初由Davenport et al.（2001）和Verlaan et al.（2002）报道的两个案例，发现事实上，这两个点突变都激活了隐性剪接供体位点，导致异常剪接并导致移码和移码。蛋白质截断。因此，在 KRIT1 中没有检测到简单的错义突变。在该变化被解释为 D137G 错义突变的家族中，受影响的成员在编码序列的核苷酸位置 410 处的外显子 7 中的 A 至 G 取代是杂合的。cDNA 的迁移模式表明，受影响的个体有 2 个不同大小的等位基因，而未受影响的个体对于较大的等位基因是纯合的。不同 cDNA 等位基因的测序表明，突变等位基因中发生了选择性剪接。A 到 G 的转变产生了一个替代剪接位点，使用该位点时，会导致外显子 7 过早剪接，并导致外显子 8 在正确位置但在错误阅读框中剪接。这导致了移码，产生了 138 个氨基酸的截短蛋白，其中有 2 个新氨基酸并且不包含 KRIT1 的结构域。
.0009 脑海绵状血管畸形 1
KRIT1、GLN201GLU
第二例明显错义突变导致脑海绵状血管瘤（CCM1；Verlaan 等人（2002）所证明的（116860）实际上是剪接错误的一个例子，在该家族的成员中，发现在核苷酸位置的外显子 8 中存在 C 至 G 取代的杂合性601 编码序列。与其他情况一样，受影响的个体有 2 个不同大小的等位基因，不同 cDNA 等位基因的测序显示选择性剪接导致外显子 8 的过早剪接和外显子 9 的剪接在正确的位置，但阅读框不正确。这导致了移码，预计会产生 201 个氨基酸的截短蛋白质，该蛋白质具有新的氨基酸并且仅包含 NPXY 基序。
Battistini et al.（2007）在一个意大利CCM1家族的3名成员中发现了杂合Q201E突变。先证者在 20 岁时出现癫痫发作，而她 79 岁的患病母亲和她的女儿则没有任何症状。然而，脑部核磁共振显示，两个未受影响的个体都存在病变。
.0010 中枢神经系统和视网膜海绵状畸形
KRIT1，1-BP INS，1374C
在一个有 5 个人同时患有视网膜和脑海绵状血管瘤的家族中（参见 116860），Laberge-Le Couteulx 等人（2002）在 KRIT1 基因外显子 1374 的核苷酸后发现了一个杂合的胞嘧啶插入，导致了移码，导致过早终止密码子。
.0011 脑海绵状血管畸形 1
KRIT1、CYS329TER
来自4个撒丁岛家族的7名患有脑海绵状血管畸形的个体（CCM1；116860），Cau et al.（2009）在KRIT1基因的外显子10中鉴定出杂合的987C-A颠换，导致cys329-to-ter（C329X）取代。两名无症状个体也携带该突变。单倍型分析表明存在创始人效应。受影响者的临床特征包括癫痫、头痛、复视和听力损失。
