BAF 染色质重塑复合物子单元 BCL11A; BCL11A
B 细胞 CLL/淋巴瘤 11A
CTIP1, 小鼠, 同源; CTIP1
EVI9, 小鼠, 同源; EVI9
KIAA1809
FLJ10173
HGNC 批准的基因符号：BCL11A
细胞遗传学定位：2p16.1 基因组坐标（GRCh38）：2:60,450,520-60,553,924（来自 NCBI）
▼ 说明
BCL11A 基因编码锌指蛋白，该蛋白通过与 COUP-TF 蛋白相互作用（参见 132890）以及直接的、序列依赖性 DNA 结合来调节转录（Wiegreffe et al., 2015）。它在大脑、B 淋巴细胞和成人红系谱系中高度表达（Funnell 等人总结，2015）。
▼ 克隆与表达
Saiki等人（2000）通过以小鼠Evi9为探针筛选胎脑cDNA文库，孤立出编码EVI9的cDNA（也称为BCL11A）和较短的剪接变体EVI9C。序列分析预测，797 个氨基酸的 BCL11A 蛋白（除了额外的 35 个 N 端残基外，与小鼠蛋白有 99% 的同一性）包含 3 个 C2H2 型锌指基序、一个富含脯氨酸的区域和一个酸性区域。领域。Northern印迹分析显示在脑、脾和睾丸中表达最高。RT-PCR 分析检测到大多数造血细胞中表达，但在单核细胞分化过程中下调。
通过筛选大脑中编码大蛋白的 cDNA，Nagase 等人（2001）鉴定了一个部分 cDNA，他们将其称为 KIAA1809，编码推导的 800 个氨基酸的锌指蛋白，预计与小鼠有 97% 和 100% 的一致性。 Evi9和人类BCL11A分别参与核酸管理。RT-PCR 分析检测到广泛表达，在脾脏、成人和胎儿脑中表达最高，在肝脏和骨骼肌中检测不到。在大脑内，尾状核中的表达最高，其次是海马。
Wiegreffe et al.（2015）指出，Bcl11a 在小鼠新皮质中表达，对于背侧脊髓投射神经元的形态发生和布线至关重要。他们发现，Bcl11a 的表达仅限于早期小鼠胚胎中的投射神经元和一些 GABA 能中间神经元。出生后第 2 天，在晚生的上层投射神经元和深层神经元中检测到 Bcl11a。
Dias et al.（2016）指出，有3种BCL11A亚型编码3种不同的蛋白质：短（S）243残基蛋白质、长（L）773残基蛋白质和超长（XL）835残基蛋白质蛋白质。所有 3 种异构体的共同 N 末端区域是 BCL11A 异构体的同二聚和异二聚化以及与抑制性核小体重塑复合物相互作用所必需的。Bcl11a 在发育中的老鼠大脑中表达，其中前脑表达最高。在出生后期间，中枢神经系统的神经元中持续表达，包括皮质、海马、嗅球，以及较小程度的小脑。
▼ 基因功能
利用酵母2-杂交分析，Avram et al.（2000）鉴定了小鼠Ctip1和Ctip2（BCL11B；606558）作为大脑中表达的与Arp1（NR2F2；107773）。HEK293 细胞中的共转染实验表明，Ctip1 增强了 Arp1 介导的转录抑制，与曲古抑菌素 A 敏感的组蛋白脱乙酰化无关。共聚焦显微镜证实了 Ctip1 的点状核表达以及 Arp1 向这些病灶的募集。
Evi9 是 BXH2 小鼠株中小鼠髓系白血病逆转录病毒整合的常见位点。Nakamura et al.（2000）表明，小鼠Evi9可以与人类BCL6（109565）原癌基因产物相互作用。
Sankaran et al.（2008）发现高胎儿血红蛋白（HbF）BCL11A基因型与BCL11A表达减少有关。BCL11A 全长形式的大量表达在发育上仅限于成年红细胞。原代成体红细胞中 BCL11A 表达的下调导致 HbF 表达强劲。Sankaran 等人（2008）发现 BCL11A 在 β-珠蛋白基因簇中占据多个离散位点，这与 BCL11A 在珠蛋白基因调控中的直接作用一致。Sankaran et al.（2008）得出结论，BCL11A是β-血红蛋白疾病中HbF再激活的潜在治疗靶点。
Sankaran et al.（2009）证明，在含有人β-珠蛋白（HBG）位点的转基因小鼠中，HBG基因表现得与鼠胚胎珠蛋白基因相似，揭示了该模型的局限性，并证明了反式作用环境中的关键差异是在哺乳动物进化过程中出现的。Sankaran 等人（2009）表明，通过全基因组关联研究（参见 142335）鉴定的人类 γ-珠蛋白表达的抑制因子 BCL11A 的表达在小鼠和人类之间存在差异。在缺乏 BCL11A 的情况下，小鼠胚胎珠蛋白和人 γ-珠蛋白基因的发育沉默不会发生。因此，Sankaran 等人（2009）得出结论，BCL11A 是物种不同珠蛋白转换的关键介质。
Borg et al.（2010）证明KLF1（600599）结合并激活BCL11A基因的启动子区域，该区域是HbF基因HBG1（142200）和HBG2（142250）的抑制子。对成人外周血红系祖细胞的染色质免疫沉淀（ChIP）分析显示，KLF1 与 BCL11A 启动子有很强的结合，而在人胎肝红系祖细胞中未观察到这种结合。这些发现表明，KLF1 通过充当 HBB 基因的优先激活剂和激活 BCL11A 的表达（进而抑制 HBG1 和 HBG2 基因），充当人类胎儿到成人球蛋白转换的双重调节因子。Zhou et al.（2010）也发现野生型鼠Klf1与Bcl11a启动子区的CACCC框结合。对成人祖血细胞的研究表明，与小鼠研究类似，KLF1 的敲低会导致 BCL11A 表达减少和 γ-珠蛋白基因上调。
Bauer et al.（2013）发现，与胎儿血红蛋白水平相关的 BCL11A 的常见遗传变异存在于由红系增强子染色质特征修饰的非编码序列中。精细定位发现了一种与转录因子结合减少、BCL11A 表达适度减少和胎儿血红蛋白升高相关的基序破坏常见变异。周围的序列在体内作为发育阶段特异性、谱系限制的增强子发挥作用。基因组工程表明，BCL11A 表达在红系细胞中需要增强子，而在 β 淋巴细胞中不需要。Bauer 等人（2013）得出的结论是，这些发现说明了全基因组关联研究如何揭示对适当基因表达至关重要的因果元件中影响适度的功能变异，并提出 BCL11A 增强子代表了治疗性基因组工程的一个有吸引力的目标，用于β-血红蛋白病。
Canver et al.（2015）开发了混合的 CRISPR-Cas9 引导 RNA 文库，用于对人和小鼠 BCL11A 增强子进行原位饱和诱变。这种方法揭示了这些增强器的关键最小特征和离散漏洞。尽管复合增强剂的功能保守，但它们的结构有所不同。关键的人类序列似乎是灵长类动物特有的。通过对人类原代祖细胞的编辑和小鼠转基因，Canver等人（2015）验证了BCL11A红细胞增强子作为胎儿血红蛋白再诱导的靶标。作者得出的结论是，详细的增强子图谱将为治疗性基因组编辑提供信息，并且所描述的筛选方法通常适用于非编码基因组元件的功能询问。
Martyn et al.（2018）对γ-珠蛋白基因的候选阻遏蛋白进行了体外筛选，发现BCL11A的C端锌指区域与γ-珠蛋白基因转录起始位点上游-115 bp位点结合。 -电泳迁移率变动测定中的珠蛋白基因启动子。所有测试均检测胎儿血红蛋白遗传持久性（HPFH；141749）相关的γ-珠蛋白启动子点突变破坏了与BCL11A的结合。人红细胞 HUDEP-2 细胞中的 CRISPR-Cas9 基因组编辑和染色质免疫沉淀研究表明，BCL11A 在体内结合到 γ 珠蛋白基因启动子的 -115 bp 位点，并且 γ 珠蛋白启动子中的 HPFH 相关突变在体内被破坏。体内 BCL11A 结合并提高 γ-珠蛋白基因表达。染色质免疫沉淀-PCR进一步分析表明，BCL11A的结合不影响另一种γ-珠蛋白阻遏蛋白ZBTB7A（605878）与γ-珠蛋白启动子的结合。
Liu等人（2018）孤立地发现BCL11A通过其C端锌指结构域以序列特异性方式直接结合DNA。他们将 BCL11A 的首选结合基序确定为 TGACCA。该基序存在于人类和小鼠的所有胚胎和胎儿表达的珠蛋白基因的启动子中。一些 HPFH 患者的该基序发生突变，因此 BCL11A 无法结合这些个体的 DNA。BCL11A 染色质占据图谱证实 TGACCA 是 BCL11A 的首选体内结合序列。BCL11A 在球蛋白基因座中的染色质定位显示 BCL11A 基序出现在球蛋白基因座内，BCL11A 的高分辨率定位表明 BCL11A 优先结合 γ-球蛋白启动子中的远端 TGACCA 基序。在 HUDEP-2 细胞中，所有 4 个 γ-珠蛋白启动子中远端 TGACCA 基序的突变导致 BCL11A 无法与该基序结合并重新激活 γ-珠蛋白表达。Liu et al.（2018）得出结论，BCL11A 的直接启动子抑制控制着胎儿到成人血红蛋白的转换。
Basak et al.（2020）表明，BCL11A在人类造血发育过程中在mRNA水平上受到调节。尽管 BCL11A 蛋白质合成在发育早期有所减少，但 BCL11A mRNA 仍然与核糖体相关。Basak等人（2020）通过无偏见的基因组和蛋白质组分析证明，RNA结合蛋白LIN28B（611044）的发育表达模式与BCL11A相反，可直接与核糖体和BCL11A mRNA相互作用。此外，Basak et al.（2020）表明，BCL11A mRNA 转录被 LIN28B 通过直接相互作用抑制，孤立于其调节 LET7 microRNA 的作用（见 605386），并且 BCL11A 是 LIN28B 介导的胎儿血红蛋白（HbF）的主要靶标） 就职。Basak 等人（2020）得出的结论是，他们的结果揭示了人类血红蛋白转换的潜在机制，揭示了新的治疗机会。
Liu et al.（2021）利用CRISPR技术在BCL11A结合位点附近的γ-珠蛋白启动子处鉴定出了激活元件。他们指出，γ-珠蛋白启动子含有与 CCAAT 基序重叠的重复 BCL11A 结合位点。敲低、染色质免疫沉淀和碱基编辑分析表明，NFY（参见 189903）通过直接结合近端 CCAAT 框激活 γ-珠蛋白表达，而 BCL11A 通过远端结合基序发挥作用。BCL11A 和 NFY 竞争结合 γ-珠蛋白启动子来调节 γ-珠蛋白的表达，从而控制从胎儿血红蛋白到成人血红蛋白的转换。远端 BCL11A 结合基序的突变或缺失促进了 NFY 复合物在近端 CCAAT 基序中的占据，并激活了强大的 γ-珠蛋白表达，从而组装了成人血红蛋白。相反，BCL11A 与远端基序的结合构成了近端 CCAAT 基序上 NFY 结合的空间屏障，导致 γ-珠蛋白表达受到抑制，从而抑制胎儿血红蛋白向成人血红蛋白的转变。
▼ 测绘
Saiki等（2000）通过FISH将BCL11A基因定位到染色体2p13，其中一些淋巴细胞白血病病例表现出染色体易位。
Menzel et al.（2007）指出BCL11A基因的位置为2p15。
▼ 细胞遗传学
Satterwhite et al.（2001）报道了4例t（2;14）（p13;q32.3）易位的B细胞恶性肿瘤中BCL11A的反复受累和表达失调。他们指出，这种易位是临床侵袭性 B 细胞慢性淋巴细胞白血病（151400）/免疫细胞瘤亚型中罕见的细胞遗传学异常。FISH 分析显示 BCL11A 和 REL（164910）在 B 细胞非霍奇金淋巴瘤（605027）中共定位。Satterwhite et al.（2001）也鉴定出了BCL11A的同源物BCL11B（606558）。
比较基因组杂交研究表明，染色体区域 2p 的增益是经典霍奇金淋巴瘤中最常见的不平衡。最小增益区域包含 2 个候选癌基因：REL 和 BCL11A。Martin-Subero等人（2002）通过联合免疫表型分析和间期细胞遗传学检查了44例原发性经典霍奇金淋巴瘤病例中REL和BCL11A位点的参与情况。24例（55%）检测到高于四倍体范围的中位2p13拷贝数。一种情况显示 REL 基因座的选择性扩增不影响 BCL11A。另外两个案例显示 REL 探针跨越的区域存在断点的证据。这些数据表明 REL 而不是 BCL11A 可能是经典霍奇金淋巴瘤 2p13 改变的靶标。
▼ 分子遗传学
胎儿血红蛋白持续存在的智力发育障碍
Dias等人（2016）在9名无关的患有智力发育障碍且胎儿血红蛋白持续存在的患者（617101）中鉴定出BCL11A基因中的9种不同的从头杂合突变（参见例如606557.0001-606557.0006）。通过外显子组测序发现这些突变，其中包括 3 个错义突变和 6 个截短突变。体外功能表达测定表明，所有错义突变都发生在编码二聚化位点的 N 末端区域，并导致二聚化、定位和转录活性缺陷，与功能丧失一致。研究结果表明，这种疾病可能是由单倍体不足机制引起的。此外，所有患者的 HbF 均升高，表明 BCL11A 对于 HbF 转录抑制的重要性。
关联待确认
有关 BCL11A 基因变异与胎儿血红蛋白（HbF）水平之间关联的讨论，请参见 HBFQTL5（142335）。
有关 BCL11A 基因缺失与语言发育缺陷之间关联的讨论，请参见 612513 和 DYX3（604254）。
▼ 动物模型
Liu et al.（2003）通过胚胎干细胞基因打靶删除Bcl11a基因的外显子1，产生Bcl11a缺陷小鼠。与具有活力和生育能力的杂合子不同，Bcl11a -/- 小鼠在出生后 3 至 4 小时内死亡。Bcl11a -/- 胎儿肝细胞的流式细胞术和 RT-PCR 分析表明，B 淋巴细胞标记物和 T 细胞 α/β 受体不存在，但巨噬细胞-粒细胞和红系谱系发育正常，胸腺 γ/δ 增加T细胞。突变胎儿肝细胞的移植导致克隆性T细胞白血病的发展，Notch1（190198）的表达显着增加，但Notch2（600275）或Notch1下游靶标Hes1（139605）的表达没有显着增加。TdT 介导的 dUTP-生物素缺口末端标记（TUNEL）分析表明突变型胸腺细胞凋亡减少，提示 Bcl11a 缺陷小鼠胎儿胸腺细胞发育异常的原因。Liu et al.（2003）得出结论，Bcl11a 与 Notch1 一样，对于 B 淋巴细胞和 T 淋巴细胞发育的早期步骤至关重要。
Xu et al.（2011）表明，体内需要抑制子BCL11A来沉默成年动物的γ-珠蛋白表达，但对于红细胞的产生来说却是可有可无的。BCL11A 可作为已知 HbF 诱导剂重新激活 HbF 的屏障。在BCL11A作为潜在治疗靶点的原理验证测试中，Xu等人（2011）证明，镰状细胞病（603903）转基因小鼠中BCL11A失活可通过高效率纠正与镰状细胞病相关的血液学和病理学缺陷。水平全细胞 HbF 诱导。因此，Xu et al.（2011）得出结论，通过操纵单一靶蛋白干扰 HbF 沉默足以逆转镰状细胞病。
John等人（2012）通过条件性敲除小鼠脊髓中的Bcl11a，发现Bcl11a是背侧脊髓神经元终末分化和形态发生所必需的。免疫组织学分析和突触后电流记录表明，Bcl11a 在脊髓靶神经元中也是必需的，但在突触前感觉神经元中对于浅表背角的正确接线和分化来说是可有可无的。脊髓神经元中 Bcl11a 的突变破坏了它们的成熟和形态发生，并且在 Bcl11a 突变小鼠中观察到的背侧脊髓神经元的分化被破坏，干扰了皮肤感觉神经元的正确神经支配。Bcl11a 突变小鼠胚胎背角的微阵列分析表明，Frzb 表达失调可以部分解释 Bcl11a 突变脊髓感觉神经支配的破坏。
Wiegreffe et al.（2015）利用条件基因敲除小鼠发现，Bcl11a是神经细胞极性从多极形态转变为双极形态以及上层投射神经元迁移所必需的。Bcl11a -/- 神经元表现出高尔基体的径向方向减少，随机改变其方向，并表现出重复缓慢的迁移，表明它们未能成功地探测其环境中的方向线索。微阵列基因表达和染色质免疫沉淀分析表明，Bcl11a 通过与 Sema3c 基因内含子 2 中的调控元件结合，直接抑制引导信号 Sema3c（602645）的表达。Sema3c 在野生型小鼠皮层神经元中的过度表达重现了 Bcl11a 敲除表型，而 Sema3c 和 Bcl11a 的敲除则挽救了 Bcl11a 敲除表型。Bcl11a 在上层皮质神经元的晚期分化和存活中也具有不依赖于 Sema3c 的作用。
Dias et al.（2016）发现小鼠中Bcl11a的单倍体不足导致小头畸形，脑容量减少，尤其影响边缘系统，以及行为异常，包括长期社会记忆受损和运动能力增加。单倍体不足的小鼠在皮质和海马体中也表现出显着的转录失调，对涉及离子转运、膜运输和神经元信号传导的基因产生影响。
▼ 等位基因变异体（6个精选例子）：
.0001 胎儿血红蛋白持续存在的智力发育障碍
BCL11A、THR47PRO
Dias等人（2016）在一例患有智力发育障碍且胎儿血红蛋白持续存在的女孩（617101）中发现了c.139A-C外显子2处的从头杂合子c.139A-C颠换（c.139A-C, NM_022893.3）。 BCL11A 基因，导致 N 端区域发生 thr47-to-pro（T47P） 取代。该突变是通过外显子组测序发现的。
.0002 胎儿血红蛋白持续存在的智力发育障碍
BCL11A、CYS48PHE
Dias等人（2016）在一名患有智力发育障碍且胎儿血红蛋白持续存在的男孩（617101）中，在其外显子2中发现了从头杂合的c.143G-T颠换（c.143G-T, NM_022893.3）。 BCL11A基因，导致N端区域cys48-to-phe（C48F）取代。该突变是通过外显子组测序发现的。
.0003 胎儿血红蛋白持续存在的智力发育障碍
BCL11A、HIS66GLN
Dias等人（2016）在一例患有智力发育障碍且胎儿血红蛋白持续存在的女孩（617101）中发现了c.198C-A外显子2处的从头杂合子c.198C-A颠换（c.198C-A, NM_022893.3）。 BCL11A 基因，导致 N 端区域发生 his66-to-gln（H66Q） 取代。该突变是通过外显子组测序发现的。
.0004 胎儿血红蛋白持续存在的智力发育障碍
BCL11A、GLN177TER
在一名患有智力发育障碍且胎儿血红蛋白持续存在的女孩（617101）中，Dias等人（2016）在BCL11A基因中发现了一个从头杂合的c.529C-T转变（c.198C-A, NM_022893.3），导致 gln177-to-ter（Q177X） 取代。该突变是通过外显子组测序发现的。研究结果与单倍体不足一致。
.0005 胎儿血红蛋白持续存在的智力发育障碍
BCL11A、3-BP INS、1775TGG
在一名患有智力发育障碍且胎儿血红蛋白持续存在的女孩（617101）中，Dias 等人（2016）发现了一个从头杂合的 3-bp 插入（c.1775_1776insTGG, NM_022893.3），导致移码和提前终止（ Glu593GlyfsTer9）。该突变是通过外显子组测序发现的。研究结果与单倍体不足一致。
.0006 胎儿血红蛋白持续存在的智力发育障碍
BCL11A、GLN52TER
在一名患有智力发育障碍且胎儿血红蛋白持续存在的女孩（617101）中，Dias等人（2016）在BCL11A基因中发现了一个从头杂合的c.154C-T转变（c.154C-T, NM_022893.3），导致 gln52-to-ter（Q52X） 替换。该突变是通过外显子组测序发现的。研究结果与单倍体不足一致。
