G蛋白偶联受体143; GPR143
OA1基因
HGNC 批准的基因符号：GPR143
细胞遗传学定位：Xp22.2 基因组坐标（GRCh38）：X:9,725,346-9,778,602（来自 NCBI）
▼ 说明
GPR143是一种G蛋白偶联受体（GPCR），仅由黑素细胞和视网膜色素上皮（RPE）表达。与其他GPCR不同，GPR143并不定位于细胞表面，而是专门存在于细胞内细胞器的膜上，即晚期内体/溶酶体和黑素体（Palmisano等人总结（2008））。
▼ 克隆与表达
眼白化病I型（OA1；300500）将4例患者的关键区域转入人视网膜cDNA文库，随后进行RACE-PCR分析，Bassi et al.（1995）克隆了GPR143。RT-PCR 分析检测到一个 1.6 kb 转录物，该转录物在视网膜（包括 RPE）和黑色素瘤的 RNA 样本中高水平表达，而在大脑和肾上腺中表达较弱。推导的 424 个氨基酸的 GPR143 蛋白具有至少 6 个假定的跨膜结构域。
Newton等人（1996）克隆并表征了小鼠Gpr143，他们将其称为Moa1。从黑色素瘤 cDNA 文库中分离出两个 Moa1 变体，并预测分别具有 405 和 249 个氨基酸、6 个和 2 个跨膜区域的蛋白质。在成人组织中，通过 Northern 杂交在眼睛中检测到两种 Moa1 同工型。在新生儿组织中，通过 Northern 杂交在皮肤和眼睛中检测到 Moa1 RNA，并且不受携带“白化”突变的小鼠中色素缺失或合成色素类型（即真黑素或褐黑素）的影响。携带“黑棕褐色”突变的小鼠。尽管在胚胎阶段 E16.5 时眼色素已活跃合成，但通过 Northern 分析或原位杂交未在胚胎组织中检测到 Moa1 RNA 的表达。
Giordano et al.（2009）通过对人黑素细胞系MNT-1进行免疫金电子显微镜观察，发现GPR143广泛分布于整个内黑素体系统，但大部分内源蛋白位于未着色的II期黑素体中。
▼ 基因结构
Schiaffino et al.（1995）确定GPR143基因包含9个外显子，跨度40 kb。
Vetrini et al.（2004）在OA1启动子的5-prime近端区域鉴定了几个假定的转录因子结合位点，包括SP1（189906）、GBX2（601135）、HES1（139605）和MITF（156845）位点。没有TATA框子。小鼠 Oa1 启动子区域显示出几乎相同的组织。Vetrini et al.（2004）使用多种体外和体内方法证实，MITF位点（转录起始位点-28位的E框）与MITF-M亚型结合，并且在色素小鼠中发挥功能。和人体细胞。MITF-M 可以驱动黑素细胞和视网膜色素上皮中 OA1 的表达。
▼ 测绘
Bassi et al.（1995）将GPR143基因定位到染色体Xp22.3-p22.2，位于APXL基因（SHROOM2；SHROOM2；端粒侧）约20 kb处。300103）。APXL 跨越 OA1 关键区域 110 kb 中的 80 个。
对真兽类哺乳动物 X 染色体的比较作图揭示了不同的保护区域以及人类和小鼠之间的进化重排。Dinulos 等人（1996）绘制了 OA1 和 APXL 的鼠同源物图谱。他们发现，这 2 个基因在 M. spretus 和实验室菌株 C57BL/6J 中都对应到带 F2-F3，定义了人类和小鼠 X 染色体之间的新重排。
Newton等人（1996）进行种间回交作图，得到了cen-Moa1-3.1 +/- 1.8-Piga（311770）-2.1 +/- 1.5-Amel（AMELX; 300391），表明Moa1比其人类同源基因距离拟常染色体区域更远。
▼ 基因功能
GPCR 参与质膜上最常见的信号转导系统。异源三聚体 G 蛋白在内膜中的广泛分布表明类似的信号传导机制也可能用于细胞内位置。Schiaffino等人（1999）提供了结构证据，表明OA1基因的蛋白质产物（一种色素细胞特异性整合膜糖蛋白）代表了GPCR超家族的一个新成员，并证明它与异三聚体G蛋白结合。此外，他们表明 OA1 并未在质膜上发现，而是针对专门的细胞内细胞器——黑素体。数据表明，OA1 代表了第一个完全细胞内 GPCR 的例子，并支持了 GPCR 介导的信号转导系统也在哺乳动物细胞内膜上起作用的假设。
Giordano et al.（2009）利用siRNA灭活GPR143并结合形态学和生化方法研究了黑素体超微结构、黑素体蛋白在人色素黑素细胞中的定位和表达。GPR143功能丧失导致色素沉着减少，并导致形成扩大的异常前黑素体，其含有杂乱的纤维结构，并在其膜上展示成熟黑素体和溶酶体的蛋白质。GPR143与前黑素体蛋白MART1（MLANA；605513）。siRNA 使 MART1 失活导致 GPR143 稳定性降低，并伴有前黑素体生物发生和组成方面的类似缺陷。Giordano et al.（2009）得出结论，黑素体的组成和身份在早期阶段受到GPR143的调节，并且MART1可能充当GPR143的护航蛋白。
▼ 分子遗传学
I型眼白化病
Bassi等人（1995）鉴定出5名OA1（300500）患者携带GPR143基因突变。通过对 OA1 患者的 DNA 分析，鉴定出五个基因内缺失和一个 2 bp 插入，导致提前终止密码子（300808.0001）。其中一些缺失并不重叠，因此 OA1 涉及的突变不太可能位于该基因的内含子中。对 1 名患者基因的精细分子表征表明，删除删除了编码外显子的一部分。1 名分离性 OA1 患者的 APXL 基因完全缺失。然而，对 57 名患者的 APXL 4,848 bp 编码区进行了广泛的点突变搜索，没有发现功能相关的突变。
Schiaffino等人（1995）筛查了整个OA1编码区以及5-prime和3-prime序列的突变，仅在三分之一（60名中的21名）的OA患者中检测到突变，包括2次移码（例如300808.0002） ）以及导致 OA1 蛋白截短的剪接位点突变、290 位苏氨酸密码子的缺失以及 4 个错义突变（例如 300808.0008），其中 2 个涉及位于推定跨膜结构域内的氨基酸。
Schnur等人（1998）报道了29名不相关的北美和澳大利亚OA先证者的全长OA1基因缺失和突变筛查结果，其中5名具有额外的非眼部表型异常（Schnur等人，1994）。他们检测到 13 个基因内基因缺失，包括外显子 1 的 3 个、外显子 2 的 2 个、外显子 4 的 2 个以及其他 6 个，跨越外显子 2 至 8。他们还发现了 8 个新的错义突变，聚集在外显子 1、2、3 内。 ，和 6 在蛋白质的保守和/或推定的跨膜结构域中。还有剪接受体位点突变、无义突变、单碱基缺失和先前报道的 17 bp 外显子 1 缺失。所有非眼部表型异常的患者均具有可检测到的突变。总而言之，29个先证者中有26个（约90%）在OA1基因中可检测到改变，从而证实OA1是X连锁染色体OA的主要位点。
在丹麦，Rosenberg 和 Schwartz（1998）对国家登记册中确定的 112 名眼白化病患者进行了回顾性调查，其中包括 60 名已证实或推测为 X 染色体连锁眼白化病的男性患者。根据 1960 年至 1989 年的出生年份队列，计算出出生时 OA1 的点患病率为每 60,000 名活产儿中就有 1 人。他们在丹麦人口中确定了 14 个 OA1 家庭，并从 9 个家庭中受影响的人中获取了 DNA。突变分析显示，9个家族中有7个推测的致病突变：5个单核苷酸取代预测保守氨基酸的变化，包括G35D（300808.0008）和W133R（300808.0006），与小鼠OA1同源物相比，1个缺失导致跳跃外显子 2 的示例，以及 1 个预计影响内含子 2（300808.0007）5-prime 剪接位点的单核苷酸替换示例。随后对携带相同突变 W133R 的 3 个家族进行家谱调查，发现这 3 个家族中的 2 个属于同一家族。除了在内含子 2 的 5-prime 剪接位点突变的患者中发现缺乏虹膜半透明性的较温和表型外，临床检查未能识别任何表型-基因型模式。
D\'Addio 等人（2000）在 COS-7 细胞中表达加工和亚细胞分布方面表征了 19 个孤立的错义突变。19个OA1突变体中有11个（约60%）保留在内质网中，表现出细胞内运输和糖基化缺陷，与蛋白质错误折叠一致。其余8个OA1突变体（约40%）表现出与野生型蛋白难以区分的分选和加工行为。后面的大多数突变集中在第二和第三胞质环内，这两个区域在经典 GPCR 中已知对其下游信号传导至关重要，包括 G 蛋白偶联和效应子激活。
Oetting（2002）发现OA1基因中总共有25个错义突变、2个无义突变、9个移码突变和5个剪接突变与I型眼白化病有关。还有报道称，由于侧翼 Alu 重复，导致 OA1 基因的部分或全部外显子被多次删除，其中外显子 2 被删除，这是由于不等交换造成的。Oetting（2002）提到了一个白化病数据库位点。
在一名中国眼白化病患者中，Xiao和Zhang（2009）发现了GPR143基因（300808.0013）的基因内缺失。
X染色体连锁先天性眼球震颤6
一个以先天性眼球震颤为主要特征的6代华人大家庭（NYS6; Liu et al.（2007）分析了21个候选基因，发现GPR143基因存在错义突变（S89F；300814）。300808.0009）在受影响的男性和携带者女性中。
Zhou et al.（2008）和Peng et al.（2009）在2个无亲缘关系的中国家系中发现了GPR143基因突变（分别为300808.0011和300808.0012），这些家族患有X染色体连锁隐性先天性眼球震颤，但没有眼部白化病的特征。女性携带者不受影响。
▼ 动物模型
Incerti et al.（2000）通过基因打靶产生并表征了Oa1缺陷小鼠。基因敲除的雄性是有活力的、有生育能力的，并且在表型上与野生型同窝小鼠没有区别。眼科检查显示，与野生型动物相比，突变型动物眼底色素沉着不足。对视网膜离走通路的分析显示，未交叉通路的尺寸减小，表明视交叉处的光纤存在错误路由，正如在 OA1 患者中观察到的那样。RPE 的显微镜检查显示存在与 OA1 患者中描述的类似的巨大黑素体。RPE细胞的超微结构分析表明，巨大的黑素体可能是由单个黑素体的异常生长形成的，而不是由几个细胞器的融合形成的。
Palmisano et al.（2008）发现，在大黑素体形成之前的胚胎阶段，黑素体数量减少，且黑素体向Oa1 -/- RPE顶极分布异常。在培养的-/-皮肤黑素细胞中，黑素体从核周区域耗尽并向细胞外围积累。在 Oa1 -/- 黑素细胞中，黑素体与微管细胞骨架正常相互作用，并招募肌动蛋白介导的黑素体捕获所需的因子；然而，Oa1 -/- 黑素体似乎无法从外周肌动蛋白丝中释放。Palmisano et al.（2008）得出结论，OA1在微管和肌动蛋白细胞骨架元件之间分布黑素体中发挥调节作用。
▼ 等位基因变异体（13个选例）：
.0001 眼部白化病 I 型
GPR143、2-BP INS、NT992
Bassi等人（1995）在4个与OA1（300500）明显无关的家族中，在cDNA的992位发现了CG二核苷酸的插入突变。这种 CG 二核苷酸插入归因于紧随插入位点的对称元件 GCCG（Cooper 和 Krawczak，1991）。该突变与 4 个家族中的疾病等位基因完全共分离，并在预测的蛋白质产物中产生移码，随后在下游 20 个氨基酸处出现提前终止密码子。在荷兰同一地区的 4 个家族中发现了相同的突变事件，这表明了创始人效应。由于所有 4 个家族至少在 4 代中都有多个受影响的成员，因此不可能追踪突变的起源。他们很可能有共同的祖先。加拿大国家盲人研究所在纽芬兰发现了另一个这样的大型谱系，其临床记录可以追溯到 19 世纪（Johnson 等，1971）。
.0002 眼部白化病 I 型
GPR143，17-BP DEL
在一个患有OA1（300500）的英国家族的先证者中，Schiaffino等人（1995）在GPR143基因的外显子1内发现了一个17-bp的缺失，产生移码导致提前终止密码子。Schnur等人（1998）在澳大利亚-英国家庭的OA1先证者中发现了相同的突变。
.0003 眼部白化病 I 型
GPR143、TRP133ARG
Schnur等人（1998）在OA1（300500）患者中发现了一个错义突变，将密码子133从TGG（trp）转变为CGG（arg）（W133R）。患者还表现出发育迟缓以及肾脏和免疫功能障碍。在另一个家族中，也发现了相同的 W133R 突变。该家族之所以引起人们的兴趣，是因为一名女性的核型为 45,XO（特纳综合征）。
.0004 眼部白化病 I 型
GPR143、SER152ASN
眼部白化病患者（OA1；Schnur等（1998）证明了OA1基因中密码子152从AGC（ser）变为AAC（asn）（S152N）的突变。该患者还患有贝克尔型肌营养不良症（300376），Schnur等人（1998）得出的结论可能是巧合。
.0005 眼部白化病 I 型
GPR143、THR232LYS
Schnur等人（1998）在一位以黑素细胞中存在巨大色素颗粒为特征的OA1（300500）患者中，发现了由于OA1基因中ACG变为AAG而导致的thr232-to-lys（T232K）错义突变。母亲眼底检查正常；母亲和受影响的祖父患有“白癜风”。
.0006 眼部白化病 I 型
GPR143、TRP133ARG
Rosenberg 和 Schwartz（1998）在 3 个可能与 OA1 无关的丹麦家族中（300500）发现 OA1 基因第 457 位核苷酸处存在 T 到 A 的颠换，导致该基因出现 trp133 到 arg（W133R）的错义突变。产品。随后，发现其中2个家庭有亲属关系。
.0007 眼部白化病 I 型
GPR143、420G-A
X染色体连锁眼白化病患者（OA1; Rosenberg 和 Schwartz（1998）发现 GPR143 基因第 420 位核苷酸处的 G 到 A 转变导致外显子 2 和部分侧翼内含子的缺失。该突变改变了外显子2的最后一个核苷酸，其本身并没有引起任何氨基酸变化；然而，该突变将供体剪接位点的共有序列从 GCGgt 更改为 GCAgt。供体剪接位点最常见的3-prime外显子序列是GAG（Krawczak et al., 1992）。外显子 2 的 3 素数序列变为 GCA 预计会削弱或破坏剪接信号。此类突变已在多个基因中发现，例如PROC（612283）（Lind et al., 1993），并已被证明会导致外显子跳跃。具有剪接位点突变的患者表现出比其他具有错义突变的患者更温和的表型；没有虹膜半透明性。
.0008 眼部白化病 I 型
GPR143、GLY35ASP
对9个X染色体连锁眼白化病家系的研究（OA1; 300500），Rosenberg 和 Schwartz（1998）鉴定出 7 个致病突变。其中只有 1 个，gly35 到 asp（G35D），以前被鉴定过（Schiaffino et al., 1995）。
.0009 眼球震颤，6，先天性，X 染色体连锁
GPR143、SER89PHE
一个华人6代大家庭，其中8名男性患有先天性眼球震颤（NYS6；300814），Liu et al.（2007）在GPR143基因的外显子2中发现了一个266C-T转变，导致高度保守的残基处发生了ser89到phe（S89F）的取代。在 5 名受影响的男性和 4 名携带者女性中发现了该突变，但在 4 名未受影响的家庭成员或 200 名对照者中未发现该突变。系谱模式与X染色体连锁隐性遗传一致。
.0010 眼部白化病 I 型
GPR143、14-BP DEL、NT816
在具有不同眼部白化病特征的第 3 代家族的受影响成员（300500）中，Preising 等人（2001）鉴定了从第 816 位核苷酸开始的 14 bp 缺失，影响了 GPR143 基因内含子 6 的剪接供体信号。男性先证者在3个月大时被诊断为OA1，具有典型的临床特征，包括先天性眼球震颤、虹膜半透明、黄斑发育不全、眼底色素减退以及皮肤和毛发正常色素沉着。4 岁时的检查显示虹膜和眼底色素沉着增加，视力提高。一位51岁的舅舅也有先天性眼球震颤、明显的黄斑发育不全和虹膜间质局灶性色素减退，但没有虹膜半透明或眼底色素减退。皮肤活检中存在大黑素体。一位79岁的母系亲属患有先天性眼球震颤和高度近视，伴有黄斑改变，但无虹膜半透明。两名女性携带者具有视网膜上皮色素减退的镶嵌图案，与眼白化病携带者状态一致。RT-PCR 研究表明，14 bp 缺失导致蛋白质在 259 号残基处发生移码和过早终止。所得基因产物缺少从胞外环 3 到 C 末端的最后一个跨膜结构域。Preising et al.（2001）认为，这种突变导致亚等位基因，导致黑素体和质膜的膜融合受损。他们提出了这个家族的 OA1 模型，允许色素沉着随着年龄的增长而增加。因此，由于黑素细胞中黑素体的延迟分布和膜出芽或融合，细胞外多巴胺水平的出生后正常化可能导致色素沉着增加和看似可变的表型。
.0011 眼球震颤 6，先天性，X 染色体连锁
GPR143，37-BP DEL
在患有先天性眼球震颤的中国第 4 代家庭中受影响的男性（300814）中，Zhou 等人（2008）在 GPR143 基因的外显子 1 中发现了 37-bp 的缺失，预计会导致移码和过早终止。突变转录本可能会因无义介导的 mRNA 衰变和功能丧失而被降解。所有男性突变携带者都有X染色体连锁先天性眼球震颤，但没有眼部白化病的证据。专性突变携带者没有眼球震颤，与X染色体连锁隐性遗传一致。
.0012 眼球震颤 6，先天性，X 染色体连锁
GPR143，19-BP DUP
Peng et al.（2009）在一个中国X染色体连锁先天性眼球震颤家系的受影响成员中（300814）在GPR143基因的外显子1中发现了19-bp的重复（291_309），导致移码、提前终止和无义介导的 mRNA 衰减。所有患者均为男性，双眼自发水平摆动，无点头。他们都有视力下降、弱视和轻度复合远视散光。没有患者具有眼部白化病的典型特征。女性携带者不受影响，与X染色体连锁隐性遗传一致。
.0013 眼部白化病 I 型
GPR143、EX1-2DEL
一名中国眼部白化病患者（OA1；300500），Xiao和Zhang（2009）鉴定了GPR143基因的外显子1和2的缺失。患者及其携带者母亲均表现出虹膜色素沉着过度的异常表型，无半透明性，眼底有明显的马赛克色素沉着。
