胶原蛋白，XXV 型，α-1; COL25A1

类胶原蛋白阿尔茨海默病淀粉样斑块成分前体
CLAC 前体; CLACP

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包含类胶原蛋白阿尔茨海默淀粉样斑块成分；CLAC，包括

HGNC 批准的基因符号：COL25A1

细胞遗传学定位：4q25 基因组坐标（GRCh38）：4:108,808,725-109,302,658（来自 NCBI）

▼ 说明

COL25A1 是一种脑特异性膜结合胶原蛋白。蛋白水解过程释放 CLAC，这是一种可溶形式的 COL25A1，含有与阿尔茨海默病（AD；AD；老年斑）相关的细胞外胶原结构域。104300）大脑（Osada et al., 2005）。

▼ 克隆与表达

Hashimoto et al.（2002）通过对从AD大脑老年斑中纯化的CLAC蛋白进行测序，然后进行数据库分析，筛选人脑cDNA文库，并进行RACE，克隆了COL25A1，他们将其称为CLACP。推导的 654 个氨基酸蛋白包含一个 N 端非胶原结构域、一个跨膜区域和 3 个 gly-XY 胶原蛋白样重复结构域，两侧有 4 个非胶原结构域。N末端在细胞内，胶原结构域在细胞外，arg112和glu113之间有一个共同的弗林蛋白酶（136950）位点用于蛋白水解切割。Hashimoto et al.（2002）还鉴定了 4 个选择性剪接变体，它们赋予细胞外胶原蛋白样重复序列的可变性。对小鼠组织的 Northern 印迹分析仅在大脑中检测到 4.4 kb Col25a1 转录物，但 RT-PCR 显示在心脏、睾丸和眼睛中也有微弱表达。老鼠大脑的原位杂交显示大脑新皮质、海马和其他皮质下核团的神经元中存在 Col25a1。转染的人胚胎肾细胞的 SDS-PAGE 在还原条件下检测到 80 kD 的 COL25A1 单体，在非还原条件下检测到 160 和 240 kD 的多聚体，表明 COL25A1 呈现三螺旋构型。

Hashimoto et al.（2002）发现从AD老年斑中分离的CLAC蛋白是COL25A1的加工形式，缺乏跨膜和细胞内成分。他们鉴定出 70-kD CLAC 蛋白是 COL25A1 的弗林蛋白酶裂解产物，其 N 末端有焦谷氨酸 113。免疫组织化学分析显示CLAC主要存在于原始型或神经炎型淀粉样蛋白-β（A-β；104760）-阳性斑块，与厚束状或粗颗粒状结构相关。AD 大脑、非痴呆大脑和所有正常大脑结构中其他类型淀粉样蛋白沉积物的 CLAC 染色呈阴性。

Soderberg 等人（2005）从脑 cDNA 文库中克隆了编码 580 个氨基酸蛋白质的 COL25A1 剪接变体。该 COL25A1 变体的蛋白水解加工从转染的人胚胎肾细胞中释放出表观分子量为 75 kD 的可溶性单体 CLAC 蛋白。分泌的蛋白质以 glu113 开始，含有 11% 羟基化脯氨酸和 49% 羟基化赖氨酸。CLAC 显示出胶原蛋白的特征：它形成部分蛋白酶抗性的三螺旋结构，对肝素表现出中等亲和力，并含有几个糖苷酶无法接近的碳水化合物基团。

Shinwari等人（2015）发现COL25A1基因在成人和胎儿组织中普遍表达。在大脑中，海马和枕叶表达丰富，额叶和视颅神经表达中等，左侧小脑表达较低。COL25A1 在结膜成纤维细胞以及人类胎儿和成人的全眼和眼肌中表达。

▼ 测绘

Hashimoto等（2002）通过基因组序列分析，将COL25A1基因定位到染色体4q。

▼ 基因功能

Hashimoto et al.（2002）发现，可溶性 CLAC 和膜结合的 COL25A1 都通过被高盐破坏的离子相互作用结合原纤维化但不溶解的 A-β 形式。

Soderberg et al.（2005）使用固相结合测定法发现，源自 580 个氨基酸的 COL25A1 亚型的分泌 CLAC 蛋白以相似的亲和力与 A-β（1-40）的聚集体结合，但不是可溶形式。）和A-β（1-42）。CLAC还与NAC结合，NAC是α-突触核蛋白的35个残基片段（SNCA；163890），但对胰淀素的亲和力要低得多（IAPP; 147940）。CLAC 前 2 个胶原结构域之间的非胶原结构域中的 8 个残基序列对于与 A-β 的相互作用至关重要。CLAC 还通过第一个胶原结构域中的 2 个肝素结合共有序列在体外结合固定化肝素。

Osada et al.（2005）发现CLAC与纤维化A-β之间的相互作用需要CLAC的三螺旋结构，并以剂量依赖性方式被肝素抑制。突变分析表明，CLAC 第一个胶原结构域中带正电荷的氨基酸簇介导其与 A-β 的相互作用。Osada等人（2005）证明可溶性CLAC抑制A-β在其伸长阶段的原纤维化，但对A-β成核或原纤维种子的形成没有影响。

▼ 分子遗传学

3名同胞，父母为沙特阿拉伯近亲所生，患有先天性眼外肌纤维化-5（CFEOM5; Shinwari et al.（2015）在COL25A1基因（G382R; 616219）中发现了影响Gly-Pro_X片段的纯合错义突变。610004.0001）。该突变是通过连锁分析和候选基因测序发现的，并通过全外显子组和桑格测序证实，与家族中的疾病分离。对另外 41 名 CFEOM 患者的 COL25A1 基因进行分析，发现 1 名患者存在复合杂合无效突变（610004.0002 和 610004.0003）。Shinwari等人（2015）假设COL25A1的缺乏可能会对参与轴突引导的信号级联产生不利影响，导致细胞骨架微管动力学异常和非典型眼部运动神经元发育。

▼ 动物模型

Tong等人（2010）培育了过度表达人类COL25A1的转基因小鼠，并观察到大脑中β-淀粉样蛋白的积累与Bace1（604252）水平增加和Cdk5r1（603460）水平增加相关，从而激活Cdk5（123831）。这些变化与突触素（SYP；SYP；313475）、星形胶质细胞激活和行为异常。研究结果表明COL25A1可能在阿尔茨海默病的发病机制中发挥作用。

▼ 等位基因变异体（3个精选例子）：

.0001 眼外肌纤维化，先天性，5

COL25A1、GLY382ARG

沙特阿拉伯近亲家庭的 3 名患者患有先天性眼外肌纤维化-5（CFEOM5；616219），Shinwari 等人（2015）在 COL25A1 基因的外显子 21 中发现了纯合的 c.1144G-A 转变，导致重复的 Gly-Pro_X 片段内出现 gly382 到 arg（G382R）的取代。通过连锁分析和候选基因测序发现的突变与家族中的疾病分离，并且在 500 个种族匹配的对照中未发现。此外，该突变经全外显子组测序和桑格测序证实，在dbSNP（build 137）和千人基因组计划数据库中不存在。HEK293 细胞的体外功能表达研究表明，该突变导致稳定性丧失和不正确的折叠，这可能使可溶性成分易于蛋白水解。

.0002 眼外肌纤维化，先天性，5

COL25A1、GLY497TER

先天性眼外肌纤维化-5（CFEOM5；616219）表现为杜安回缩综合征，Shinwari et al.（2015）鉴定了COL25A1基因外显子28中c.1489G-T颠换的复合杂合性，导致gly497-to-ter（G497X）取代，以及12.4 -kb 缺失（610004.0003），跨越 COL25A1 基因的外显子 4 至 10（chr4:109,852,901-109,976,457, GRCh37）。通过CFEOM对41名先证者的COL25A1基因外显子进行测序，发现突变和缺失。患者父母的 DNA 无法用于分析。此外，c.1489G-T突变经全外显子组测序和Sanger测序证实，在dbSNP（build 137）和千人基因组计划数据库中不存在。G497X 截短会导致 COL3 和 NC4 结构域丢失，而 12.4 kb 删除会导致整个 NC2 结构域以及部分 COL1 和 COL2 结构域丢失。患者样本显示 COL25A1 的可溶性胶原蛋白样淀粉样蛋白生成成分（sCLAC）水平下降，与功能丧失一致。与患者未受影响的同胞相比，患者血浆中可溶性 APP（104760）和 TUBB3（602661）水平也有所降低。Shinwari等人（2015）假设COL25A1的截短可能会对参与轴突引导的信号级联产生不利影响，导致细胞骨架微管动力学异常和非典型眼运动神经元发育。

.0003 眼外肌纤维化，先天性，5

COL25A1，12.4KB 删除

讨论先天性眼外肌纤维化-5（CFEOM5；CFEOM5；Shinwari 等人（2015 年），参见 616219），参见 610004.0002。