核蛋白α-7；KPNA7

输入蛋白 α-8

HGNC 批准的基因符号：KPNA7

细胞遗传学定位：7q22.1 基因组坐标（GRCh38）：7:99,145,804-99,219,419（来自 NCBI）

▼ 说明

核转运蛋白，例如 KPNA7，介导细胞核和细胞质之间的蛋白质运输。KPNA7 属于核转运蛋白的输入蛋白-α 家族。这些蛋白与货物蛋白的核定位信号（NLS）和输入蛋白-β子单元结合（参见KPNB1；602738），介导货物蛋白/输入蛋白复合物的核输入（Kelley 等人总结，2010）。

▼ 克隆与表达

Kelley等人（2010）通过在数据库中搜索与KPNA2（600685）相似的序列，然后对LNCaP前列腺癌细胞RNA进行RT-PCR，克隆了人KPNA7。推导的 516 个氨基酸蛋白质的计算分子量为 57 kD。它有一个 N 端输入蛋白-β-结合（IBB）结构域，后面是 10 个犰狳重复序列。KPNA7 与其他输入蛋白-α 家族成员高度不同，并且与其最接近的亲戚 KPNA2 仅具有 54.7% 的氨基酸同一性。HeLa 细胞的免疫组织化学分析表明，KPNA7 主要是核蛋白，而 KPNA2 主要是细胞质。蛋白质印迹分析检测到 KPNA7 的表观分子质量为 54 kD。数据库分析仅在脊椎动物中鉴定出 KPNA7 的直系同源物。

Hu et al.（2010）从卵母细胞和受精卵中克隆了小鼠Kpna7的2个剪接变体。推导的全长 520 个氨基酸的蛋白质包含一个灵活的 N 端 IBB 结构域和一个高度结构化的 C 端结构域，其中包含 10 个串联犰狳重复序列。犰狳重复序列形成一个长凹槽，可以结合2个单部分核定位信号或单个二部分核定位信号。另一种变体编码推导的 499 个氨基酸的蛋白质，与全长 Kpna7 相比，该蛋白质被截短。20 个 Kpna7 克隆的测序表明，编码较短亚型的转录物占主导地位。8 小鼠组织的 RT-PCR 仅在卵母细胞中检测到 Kpn7a 表达。Kpna7 还在生泡期卵母细胞、中期 II 期卵母细胞和受精卵中表达，但在 2 细胞期胚胎中表达减少。Kpna7 在后期胚胎中不表达。免疫组织化学分析在生发囊期卵母细胞的细胞核和中期 II 期卵母细胞的纺锤体附近检测到 Kpna7。

▼ 测绘

通过基因组序列分析，Kelley等（2010）将KPNA7基因定位到染色体7q22.1。

▼ 基因功能

Kelley 等人（2010）发现，KPNA7 与固定化的输入蛋白-β 形成的相互作用比与所有其他输入蛋白-α 家族成员的相互作用更稳定。KPNA7 N 端 IBB 的缺失导致其结合活性完全丧失。添加 RAN（601179）-GTP 可以解离输入蛋白-β 与 KPNA2 或 KPNA7 的 IBB 结构域的相互作用，模拟输入复合物的 RAN 依赖性分解。然而，只有 3% 的预先形成的输入蛋白-β-KPNA7 复合物被 RAN-GTP 解离，这表明它们形成了高度稳定的复合物。KPNA7 弱结合 RB 蛋白（RB1; 614041），但它不能结合SV40和核浆蛋白的NLS（见164040），而这两个NLS是被KPNA2结合的。

Hu et al.（2010）利用免疫沉淀和蛋白质印迹分析表明，小鼠Kpna7与Kpnb1相互作用。

▼ 分子遗传学

卵母细胞/受精卵/胚胎成熟停滞 17

Wang等人（2023）通过对606名因植入前胚胎停滞而导致不孕的无亲缘关系的中国女性进行全外显子组测序，鉴定出10名女性存在KPNA7基因双等位基因突变（OZEMA17；620319）：其中9名女性携带反复错义突变（L203F；614107.0003），在6个先证者中存在纯合性，在3个先证者中存在复合杂合性（614107.0004-614107.0006）。其余先证者为不同错义突变的纯合子（V152M；614107.0007）。这些突变通过桑格测序得到证实，并在有亲属 DNA 的 9 个家族中与疾病完全分离；尽管 ExAC 和/或 gnomAD 数据库中存在一些次要等位基因频率非常低的情况，但在 2,813 个对照中未发现任何此类基因。转染HEK293T细胞的Western blot结果显示，所有突变蛋白水平均显着低于野生型KPNA7。与野生型 KPNA7 相比，突变体 KPNA7 显示出 SV40TNLS 蛋白转运活性显着降低。作者还证明，RLS1D1 是 KPNA7 的底物，并且致病性变异损害了 KPNA7 和 RSL1D1 之间的相互作用。

关联待确认

有关 KPNA7 基因变异与发育性脑病和癫痫性脑病之间可能关联的讨论，请参见 614107.0001（参见 308350）。

▼ 动物模型

Hu et al.（2010）发现Kpna7 -/- 雄性小鼠表现出正常的生育能力。然而，Kpna7 +/- 和 Kpna7 -/- 雌性均表现出生育力下降，并且由于胚胎致死性而导致产仔数减少。致死率主要影响雌性胚胎和老年 Kpna7 -/- 雌性胚胎。对孤雌生殖胚胎的分析显示，在缺乏 Kpna7 的情况下，第一和第二细胞周期加速，并伴有多能性和/或染色质相关基因的下调，主要是 Dppa2（614445）、Dppa4（614125）和 Piwil2（610312），并减少组蛋白甲基化。

由于 Kpna7 -/- 雌性小鼠健康且具有生育能力，并且与 Kpna7 和 karyopherin-α 家族的其他成员相比，Kpna2 在小鼠卵母细胞和早期胚胎中表现出最高表达的 karyopherin-α，Wang et al.（2023）建议：在小鼠中，Kpna2 而不是 Kpna7 可能是人类 KPNA7 的同源物。作者在 C57BL/6 背景上构建了 Kpna2 敲除小鼠，发现纯合雌性很难获得，并且表现出体型较小和卵巢较小。只有少数卵母细胞超排卵，并且在受精后全部停滞在 2 细胞阶段。ICR 背景的 Kpna2 -/- 小鼠很容易获得，雌性无效小鼠与野生型雄性交配不会产生后代。来自ICR Kpna2 -/- 雌性的卵母细胞可以正常受精，大多数受精卵可以完成第一次卵裂，但在2细胞阶段表现出胚胎停滞。只有少数发育到 4 细胞阶段，没有一个进展到桑葚胚阶段，这再现了 KPNA7 缺陷导致的人类表型。作者得出结论，在小鼠中 KPNA7 的功能被 Kpna2 的功能取代。此外，HEK293T细胞的免疫沉淀研究表明，与人类的KPNA7一样，Kpna2通过下游底物Rsl1d1（615874）发挥作用。卵母细胞特异性敲除 Rsl1d1 的小鼠是不育的，并且很少有受精卵母细胞可以进展到 4 细胞阶段，这恰好重现了 Kpna2 -/- 雌性小鼠的表型。显微注射人 KPNA7 可挽救 Kpna2 -/- 小鼠的胚胎停滞，证实人 KPNA7 和小鼠 Kpna2 在胚胎发育过程中发挥同等作用。

▼ 等位基因变异体（7个精选示例）：

.0001 意义不明的变体

KPNA7、PRO339ALA

该变异被归类为意义不明的变异，因为其对发育性脑病和癫痫性脑病（见308350）的贡献尚未得到证实。

Paciorkowski et al.（2014）在患有发育性和癫痫性脑病的两姐妹中鉴定出KPNA7基因中的复合杂合突变：c.1015C-G颠换，导致pro339-to-ala（P339A）取代，以及c.1015C-G颠换，导致pro339-to-ala（P339A）取代。 1030G-C颠换，产生glu344-to-gln（E344Q; 614107.0002）替代。这些突变是通过全外显子组测序发现并通过桑格测序证实的，与家族中的疾病分离，并且不存在于 dbSNP 或外显子组变异服务器数据库中。基于旁系同源物KPNA2（600685）的结构建模表明，P339A和E344Q突变是ARM重复7的螺旋3的一部分，其邻近核定位信号（NLS）结合位点。P339 不保守，但 E344 保守。与野生型相比，KPNA2 中的 E344Q 取代使 NLS 结合减少了 50%。尚未进行 KPNA7 变体的功能研究。Paciorkowski et al.（2014）根据KPNA2的数据推测，KPNA7变异体诱导该表型是因为该受体携带的货物的核输入减少。受影响的女孩分别在 7 岁和 8 岁时出现严重发育迟缓，缺乏言语和视觉追踪能力差。两人的脑部 MRI 显示胼胝体部分发育不全，小脑蚓部发育不全，伴有后颅窝囊肿。在另外 56 名婴儿痉挛症患者或 16 名小脑蚓部发育不全患者中未发现 KPNA7 突变。

.0002 意义不明的变体

KPNA7、GLU344GLN

该变异被归类为意义不明的变异，因为其对发育性脑病和癫痫性脑病（见308350）的贡献尚未得到证实。

Paciorkowski等人（2014年）对发育性癫痫性脑病患者复合杂合状态下发现的KPNA7基因中glu344-to-gln（E344Q）突变的讨论，参见614107.0001。

.0003 卵母细胞/受精卵/胚胎成熟停滞 17

KPNA7、LEU203PHE

6名无亲属关系的中国女性（家系1、2、4、5、7、10）中胚胎着床前停滞（OZEMA17；620319），Wang et al.（2023）鉴定了KPNA7基因中c.607C-T转换（c.607C-T, NM_001145715.3）的纯合性，导致leu203到pro（L203P）的取代。另外3名具有相同表型的女性为L203P和KPNA7的另一个突变的复合杂合子：家系3中的先证者有c.635C-T转变，导致pro212到leu（P212L；614107.0004）；家系6的先证者有c.523C-A颠换，导致gln175-to-lys（Q175K；614107.0005）；家系9先证者有7-bp缺失（c.1350_1356delGTGTCTT；614107.0006），导致预计会导致提前终止密码子的移码（Cys451Ter；C451X）。在有亲属 DNA 的 8 个家庭中，突变与疾病完全分离，而在 2,813 个对照中未发现任何突变。ExAC或gnomAD数据库中未发现Q175K变体和7-bp缺失，但L203F变体的次要等位基因频率分别为1.41 X 10（-4）和3.21 x 10（-4），并且P212L的MAF为4.75 x 10（-5）和6.02 x 10（-5）。转染HEK293T细胞的Western blot结果显示，所有突变蛋白水平均显着低于野生型KPNA7。KPNA7-SV40TNLS 相互作用受到错义变体的强烈破坏，与野生型 KPNA7 相比，突变体 KPNA7 显示出 SV40TNLS 蛋白转运活性显着降低。此外，GST-RSL1D1（615874）-GFP Pulldown和免疫沉淀实验表明突变蛋白与KPNA7底物RSL1D1之间的相互作用受损。

.0004 卵母细胞/受精卵/胚胎成熟停滞 17

KPNA7、PRO212LEU

讨论 KPNA7 基因中的 c.635C-T 转变（c.635C-T, NM_001145715.3），导致 pro212 到 leu（P212L）的取代，这种取代在中国女性的复合杂合状态中发现（家系3）因植入前胚胎阻滞而导致不孕（OZEMA17；Wang et al.（2023），参见 620319），参见 614107.0003。

.0005 卵母细胞/受精卵/胚胎成熟停滞 17

KPNA7、GLN175LYS

讨论 KPNA7 基因中的 c.523C-A 颠换（c.523C-A, NM_001145715.3），导致 gln175-to-lys（Q175K）替换，该替换在中国女性复合杂合状态中发现（家系6）因植入前胚胎阻滞而导致不孕（OZEMA17；Wang et al.（2023），参见 620319），参见 614107.0003。

.0006 卵母细胞/受精卵/胚胎成熟停滞 17

KPNA7、7-BP DEL、NT1350

讨论 KPNA7 基因中的 7-bp 缺失（c.1350_1356delGTGTCTT, NM_001145715.3），导致移码，预计会导致提前终止密码子（cys451 至 ter；C451X），发现于一名因植入前胚胎阻滞而导致不孕的中国女性（家系9）中，呈复合杂合状态（OZEMA17；Wang et al.（2023），参见 620319），参见 614107.0003。

.0007 卵母细胞/受精卵/胚胎成熟停滞 17

KPNA7、VAL152MET

一名因植入前胚胎阻滞而导致不孕的中国妇女（家庭8）（OZEMA17；620319），Wang et al.（2023）鉴定了KPNA7基因中c.454G-A转换（c.454G-A, NM_001145715.3）的纯合性，导致val152-to-met（V152M）取代。她未受影响的父母是杂合突变，在 2,813 名对照或 ExAC 数据库中未发现这种突变；然而，该变体在gnomAD数据库中的次要等位基因频率非常低（0.00003201）。转染的 HEK293T 细胞的蛋白质印迹显示，V152M 突变体的水平显着低于野生型 KPNA7。KPNA7-SV40TNLS 相互作用被错义变体强烈破坏，并且与野生型相比，V152M 突变体显示出 SV40TNLS 蛋白转运活性显着降低。此外，GST-RSL1D1（615874）-GFP Pulldown和免疫沉淀实验表明V152M突变体与KPNA7底物RSL1D1之间的相互作用受损。