磷脂酰肌醇 3-激酶，催化，δ；PIK3CD
磷脂酰肌醇 3-激酶，催化，110-KD，δ
p110-δ
PI3K-δ
PIK3-δ
HGNC 批准的基因符号：PIK3CD
细胞遗传学定位：1p36.22 基因组坐标（GRCh38）：1:9,627,258-9,729,114（来自 NCBI）
▼ 说明
磷酸肌醇3-激酶（PI3Ks）磷酸化肌醇脂质的肌醇环的3-素OH位置。PIK3CD 是 I 类 PI3K，表现出广泛的磷酸肌醇脂质底物特异性（Vanhaesebroeck 等，1997）。
▼ 克隆与表达
Vanhaesebroeck 等人（1997）通过使用源自 PI3K 催化核心结构域保守区域的简并引物对 T 细胞系的 mRNA 进行 RT-PCR，孤立出编码他们命名为 p110-δ 的蛋白质的 cDNA。序列分析显示，预测的 1,044 个氨基酸的 p110-δ 蛋白是 PI3K，与 p110-β（602925）有 58% 的一致性。Vanhaesebroeck et al.（1997）通过对人体组织的Northern印迹分析和大鼠组织的免疫定位发现p110-δ在白细胞中选择性表达。p110-δ 转录本大约 6 kb。
Seki 等人（1997）也孤立地克隆并表征了 PIK3CD。
Chantry et al.（1997）分离了小鼠和人p110-δ cDNA。序列分析显示预测的蛋白质有 94% 相同。
▼ 基因结构
Clayton et al.（2001）确定小鼠Pik3cd基因包含22个外显子，跨度超过13 kb。其外显子结构与 Pik3cb 的外显子结构最相似。
▼ 测绘
Seki等人（1997）利用FISH和放射杂交分析，将PIK3CD基因定位到染色体1p36.2，这是一个在恶性肿瘤中经常丢失的区域。
Clayton et al.（2001）提出小鼠Pik3d基因可能位于染色体4上与人类染色体1p36.2-p32同线性同源的区域。
▼ 基因功能
Vanhaesebroeck et al.（1997）将p110-δ分类为I类PI3K，因为它表现出广泛的体外脂质底物特异性。如p110-α（PIK3CA；171834）和 p110-β、p110-δ 结合 p85 转换因子蛋白和 GTP 结合 Ras。这 3 个 I 类 PI3K 在 p85 转换因子蛋白选择或招募到激活的受体复合物的水平上无法区分。然而，与 p110-α 不同，p110-δ 不会磷酸化 p85，而是具有自磷酸化活性。
张等人（2002）指出，血小板中未检测到p110-δ。通过检查人类血小板，他们发现 p110-δ 非常容易被蛋白水解降解。使用蛋白质印迹、RT-PCR、活性和免疫沉淀分析裂解的人血小板以及静息和凝血酶受体（F2R；F2R；F2R；187930）-激活的人血小板，Zhang et al.（2002）表明p110-δ与p85-α（PIK3R1；PIK3R1；171833）和p85-β（PIK3R2；603157）在血小板的细胞质和细胞骨架部分中。张等人（2002）提出，活化血小板和巨核细胞生成血小板的细胞骨架功能可能受到p110-δ的影响。
Ali et al.（2004）报道肥大细胞中PI（3）K的p110-δ亚型的遗传或药理失活导致干细胞因子（SCF；SCF；SCF）缺陷；184745）介导的体外增殖、粘附和迁移，以及受损的过敏原 IgE（147180）诱导的脱颗粒和细胞因子释放。p110-δ 失活可保护小鼠免受过敏性过敏反应。
Ali et al.（2014）报道，小鼠体内 p110-δ 失活可预防多种癌症，包括非血液实体瘤，并证明调节性 T 细胞中 p110-δ 失活可释放 CD8+ 细胞毒性 T 细胞并诱导肿瘤消退。Ali et al.（2014）得出结论，p110-δ抑制剂可以破坏肿瘤诱导的免疫耐受。
▼ 分子遗传学
伴有淋巴细胞增殖的常染色体显性免疫缺陷 14A
7个无血缘关系家系的17例常染色体显性原发性免疫缺陷-14A（IMD14A；615513），Angulo 等人（2013）在 PIK3CD 基因中发现了相同的杂合错义突变（602839.0001），导致显性功能获得。E1021K 突变增强了 p110-δ 的膜关联和激酶活性。选择性 p110-δ 抑制剂在体外降低了突变酶的活性，这为这些患者提供了一种治疗方法。
Jou et al.（2006）在一名患有IMD14A的台湾华裔男孩身上发现了PIK3CD基因的杂合错义突变（E1021K；602839.0001）。没有对该变体进行功能研究。选择 PIK3CD 基因进行研究是因为 Pik3cd 缺失小鼠表现出 B 细胞免疫缺陷；该患者是 15 名免疫缺陷先证者中唯一被发现携带致病性 PIK3CD 突变的患者。
Lucas等人（2014）在来自7个无关家族的14名IMD14A患者中鉴定出PIK3CD基因的3种不同的杂合功能获得性突变（602839.0001-602839.0003）。这些突变是通过全外显子组测序和靶向桑格测序发现的。对患者来源的细胞和对照细胞的研究表明，与野生型 PIK3CD 相比，突变导致 AKT（164730） 磷酸化增加，这与功能获得一致。患者 CD8+ T 细胞具有效应记忆表型，并且与对照组相比更加活跃，表明这些细胞中很大一部分处于终末分化状态，具有相应的低增殖能力。患者T细胞表现出下游mTOR（601231）信号通路的过度磷酸化，导致细胞中葡萄糖的使用增加，并易于分化和衰老。使用抑制 mTOR 的雷帕霉素治疗 1 名患者，导致 CD8+ T 细胞减少至正常数量，而初始 T 细胞增加。
Crank等人（2014）在来自2个无关家族的3名IMD14A患者中，表现为高IgM和B细胞淋巴瘤，在PIK3CD基因中发现了2个杂合的功能获得性突变（602839.0001和602839.0004）。
Avery等人（2018）研究了一大群患有PIK3CD功能获得性突变的患者，并建立了具有杂合激活Pik3cd突变（E1020K，与人类E1021K突变同源）的小鼠模型。在这两个物种中，PI3K 依赖性信号通路的过度激活导致骨髓和外周成熟 B 细胞减少。进一步分析显示 Ig 类别转换受损，但对 B 细胞的增殖和亲和力成熟没有影响。B细胞分化过程中Ig类别转换重组（CSR）的内在缺陷是由激活诱导的胞苷脱氨酶（AID；AID；605257）在 B 细胞中表达，并且未能获得浆母细胞基因特征和表型。B 细胞分化中的这些缺陷可以通过使用特定的 PIK3CD 抑制剂治疗来部分克服，从而恢复 CSR、AID 表达和 Ig 分泌。
罗伊夫曼-奇塔亚特综合征
2名同胞，由近亲结婚生，患有Roifman-Chitayat综合征（ROCHIS；613328）最初由 Roifman 和 Chitayat（2009）报道，Sharfe 等（2018）在 2 个不同基因中鉴定出纯合功能丧失突变：PIK3CD（602839.0005）和 SKAP（KNSTRN；614718.0001）。这些突变是通过全基因组测序发现的，与家族中的疾病分开。患者细胞的蛋白质印迹分析显示没有检测到 PIK3CD 或 KNSTRN 蛋白，这与这两个基因功能丧失一致。与对照组相比，患者细胞几乎没有 AKT（164730）磷酸化，表明 PIK3CD 功能有缺陷。详细的体外研究表明，患者来源的 B 和 T 淋巴细胞未能正确聚集或聚集，类似于 SKAP 缺失细胞中注意到的异常，表明 SKAP 缺陷是造成这一特征的原因。此外，由于细胞扩散有限，T细胞表现出自发迁移减少和细胞间接触形成效率低下。这些异常与异常的 MAP4（157132）分布和局部改变的微管乙酰化有关，这归因于 SKAP 的丢失。Sharfe et al.（2018）的结论是，复杂表型是由两种不同基因同时丢失造成的，每种基因都导致了疾病表现。
常染色体隐性免疫缺陷 14B
兄弟2人，父母为巴基斯坦近亲所生，患有常染色体隐性免疫缺陷-14B（IMD14B；619281），Sogkas et al.（2018）在PIK3CD基因（602839.0006）中发现了一个纯合移码突变。该突变是通过下一代靶向测序发现的，并通过桑格测序证实，与家族中的疾病分离。在用抗 CD3 抗体刺激后，患者 T 细胞显示 AKT 磷酸化受损，表明 PIK3CD 功能丧失。
Cohen等人（2019）在一名巴基斯坦近亲出生的患有IMD14B的男孩中发现了PIK3CD基因（602839.0007）的纯合移码突变。通过全外显子组测序发现的突变预计会破坏催化结构域中的 ATP 结合位点。千基因组计划、ExAC 或外显子组测序计划数据库中未发现该突变。转染该突变的 HEK293T 细胞的体外功能表达研究表明，截短的蛋白得以表达，但缺乏激酶活性，这与功能丧失一致。与对照组相比，患者 T 细胞在 CD3 刺激后显示钙通量减少，表明细胞免疫受损。Sogkas 等人（2018）和 Cohen 等人（2019）注意到 PIK3CD 基因中的显性功能获得性突变可导致 IMD14A，因此得出结论认为，正确的免疫功能需要精确调节 PIK3CD 活性。
Rodriguez 等人（2019）报道了一名 14 岁男孩，其父母是巴基斯坦近亲所生，从婴儿期开始反复感染，后来发展为慢性 T 细胞 EBV 感染，且 EBV 载量高，并伴有肝脾肿大和淋巴结病。14岁时，他患上了噬血细胞性淋巴组织细胞增多症（HLH）急性发作并死于该病。他 6 岁的妹妹在没有临床症状的情况下血液 EBV 载量升高。先证者的全外显子组测序鉴定出TNFRSF9（CD137）基因（602250）中存在纯合移码变异（c.170delG），该变异在他的妹妹中也以纯合状态存在，在其他未受影响的家庭成员中也以杂合状态存在。对患者 T 细胞的研究显示缺乏 CD137 表达，表明该变异会导致功能丧失。进一步研究发现PIK3CD基因中存在仅先证者存在的纯合错义变异（R821H）；其他家庭成员（包括无症状的妹妹）也是杂合子。R821H 变体与激酶活性降低但残留相关，这与功能缺陷一致。作者认为，CD137 缺陷可能是 EBV 感染的 T 细胞免疫控制受损的原因，而 PIK3CD 基因的突变可能作为驱动突变，使 EBV 感染的 T 细胞持续存在并不受控制地增殖。
▼ 动物模型
Okkenhaug et al.（2002）培育了表达催化失活形式的 Pik3cd（asp910 至 ala）的小鼠。他们观察到这些小鼠 B 细胞和 T 细胞的抗原受体信号传导受损，免疫反应减弱。Pik3ca和Pik3cb的存在并不能补偿Pik3cd的免疫功能。突变小鼠还患上了炎症性肠病。由于IBD7易感位点（605225）对应到染色体1p36，作者提出PIK3CD可能是候选易感基因。
▼ 等位基因变异体（7个精选示例）：
.0001 免疫缺陷 14A 伴有淋巴细胞增殖，常染色体显性遗传
PIK3CD、GLU1021LYS
一名患有原发性免疫缺陷-14A（IMD14A; 615513），Jou et al.（2006）在PIK3CD基因的外显子24中鉴定出杂合的G到A转换，导致催化结构域中高度保守的残基处由glu1021到lys（E1021K）取代。在他的父母或 112 名对照个体中没有发现这种突变。没有对该变体进行功能研究。该患者自 7 个月大起患有原发性 B 细胞缺陷，伴有低 γ 球蛋白血症和反复鼻窦肺部感染。选择 PIK3CD 基因进行研究是因为 Pik3cd 缺失小鼠表现出 B 细胞免疫缺陷；该患者是 15 名免疫缺陷先证者中唯一被发现携带致病性 PIK3CD 突变的患者。
Angulo et al.（2013）在来自 7 个不相关家族的 17 个 IMD14A 个体中发现了 PIK3CD 基因第 3061 位核苷酸处的杂合性 G 到 A 的转变，导致密码子 1021（E1021K）处谷氨酸替换为赖氨酸。 p110-δ 蛋白。所有受影响的个体都携带这种突变。在 3,346 名健康受试者中未发现这种突变。在 1 名受影响个体中，突变是从头发生的；否则遗传为常染色体显性遗传。催化子单元中的 E1021K 突变导致功能获得，从而增强膜缔合和激酶活性。患者来源的淋巴细胞磷脂酰肌醇3,4,5-三磷酸和磷酸化AKT（164730）蛋白水平升高，并且易于发生激活诱导的细胞死亡。
Lucas 等人（2014）在来自 3 个 IMD14A 家族的 6 名患者中发现了激酶结构域 C 叶中的杂合 E1021K 突变。该突变是通过全外显子组测序和靶向桑格测序发现的。结构分析表明，E1021K 取代可能会增强蛋白质向质膜的募集并提高催化活性。
Crank 等人（2014）在一名患有 IMD14A 的 21 岁白人女性中发现了 E1021K 突变，她的血清 IgM 增加并发展为大 B 细胞淋巴瘤。
.0002 免疫缺陷 14A 伴有淋巴细胞增殖，常染色体显性遗传
PIK3CD、ASN334LYS
一名患有常染色体显性免疫缺陷-14A（IMD14A; Lucas et al.（2014）在PIK3CD基因中发现了杂合的c.1002C-A颠换（C.615513），导致C2结构域中asn334-to-lys（N334K）取代。该突变是通过全外显子组测序和靶向桑格测序发现的。结构分析表明，N334K 取代可能会破坏 PIK3CD 与调节子单元（PIK3R1;）之间的抑制性接触。171833）。
.0003 免疫缺陷 14A 伴有淋巴细胞增殖，常染色体显性
PIK3CD、GLU525LYS
3个家系7例常染色体显性免疫缺陷-14A（IMD14A；615513），Lucas et al.（2014）在PIK3CD基因中鉴定出杂合的c.1573G-A转换，导致螺旋结构域中的glu525到lys（E525K）取代。该突变是通过全外显子组测序和靶向桑格测序发现的。结构分析表明，N334K 取代可能会破坏 PIK3CD 与调节子单元（PIK3R1;）之间的抑制性接触。171833）。
.0004 免疫缺陷 14A 伴有淋巴细胞增殖，常染色体显性遗传
PIK3CD、CYS416ARG
2名患有常染色体显性免疫缺陷-14A（IMD14A；615513），Crank et al.（2014）在PIK3CD基因中发现了一个杂合的c.1246T-C转变，导致cys416到arg（C416R）的取代。该突变被证明可导致 AKT（164730）过度磷酸化而获得功能。两名患者均出现反复感染、淋巴结肿大和血清 IgM 升高，并且均发展为 B 细胞淋巴瘤。
.0005 ROIFMAN-CHITAYAT综合征，DIGENIC（1家族）
PIK3CD、GLN721TER
2姐妹，近亲结婚所生，患有Roifman-Chitayat综合征（ROCHIS；613328）最初由 Roifman 和 Chitayat（2009）报道，Sharfe 等（2018）在 PIK3CD 基因中鉴定出纯合的 c.2161C-T 转换，导致在起始处出现 gln721-to-ter（Q721X） 取代激酶结构域。通过全基因组测序发现的这种突变与该家族中的疾病分离。对患者细胞的蛋白质印迹分析显示，与对照相比，患者细胞不存在全长蛋白，并且几乎不存在 AKT（164730）磷酸化，这与功能丧失一致。这些患者也是 KNSTRN 基因（614718.0001）功能丧失突变的纯合子。两个基因的丢失都会导致表型。
.0006 免疫缺陷 14B，常染色体隐性遗传
PIK3CD、1-BP 删除、1653G
兄弟2人，父母为巴基斯坦近亲所生，患有常染色体隐性免疫缺陷-14B（IMD14B；619281），Sogkas et al.（2018）在PIK3CD基因中发现了一个纯合的1-bp缺失（c.1653delG），导致移码和提前终止（Val552SerfsTer26）。该突变是通过下一代靶向测序发现的，并通过桑格测序证实，与家族中的疾病分离。在用抗 CD3 抗体刺激后，患者 T 细胞显示 AKT 磷酸化受损，表明 PIK3CD 功能丧失。
.0007 免疫缺陷 14B，常染色体隐性遗传
PIK3CD、2-BP DEL、2558AT
一名男孩，父母为巴基斯坦近亲所生，患有常染色体隐性免疫缺陷-14B（IMD14B；619281），Cohen et al.（2019）在PIK3CD基因中发现了一个纯合的2-bp缺失（c.2558_2559delAT），导致移码和提前终止（Asp853GlyfsTer20）。该突变是通过全外显子组测序发现的，预计会破坏编码催化结构域 ATP 结合位点 171 个残基的外显子 20 至 24。千基因组计划、ExAC 或外显子组测序计划数据库中未发现该突变。转染该突变的 HEK293T 细胞的体外功能表达研究表明，截短的蛋白得以表达，但缺乏激酶活性，这与功能丧失一致。与对照组相比，患者 T 细胞在 CD3 刺激后显示钙通量减少，表明细胞免疫受损。
