细胞色素 P450、亚家族 IIR、多肽 1; CYP2R1
HGNC 批准的基因符号：CYP2R1
细胞遗传学定位：11p15.2 基因组坐标（GRCh38）：11:14,877,440-14,892,443（来自 NCBI）
▼ 说明
CYP2R1 属于细胞色素 P450 蛋白的 CYP2 家族，经常参与外来化合物的代谢。CYP2R1是一种维生素D 25-羟化酶（Cheng et al., 2003）。
生物活性维生素 D 的合成需要分别通过肝脏和肾脏中的细胞色素 P450 酶在 25 和 1-α 位进行羟基化。维生素D 25-羟化酶催化第一反应，25-羟基维生素D3-1-α-羟化酶（CYP27B1；609506）催化第二个反应。
▼ 克隆与表达
Cheng et al.（2003）克隆了小鼠Cyp2r1。通过对肝脏 cDNA 文库进行 PCR，他们还克隆了人类 CYP2R1。推导的小鼠蛋白质和人类蛋白质均含有 501 个氨基酸。Cyp2r1 mRNA 大约为 1.6 和 1.1 kb，并且较大的形式更丰富。实时 PCR 检测到 Cyp2r1 在小鼠肝脏和睾丸中表达最高，而在许多其他组织和细胞类型中表达较低。
▼ 基因结构
Cheng et al.（2003）确定CYP2R1基因含有5个外显子，长度约为15.5 kb。
▼ 测绘
Cheng等（2003）通过基因组序列分析，将CYP2R1基因定位到染色体11p15.2。他们还将小鼠 Cyp2r1 基因定位到染色体 7E3 的一个区域，该区域与人类 11p15.2 具有同线性同源性。
▼ 基因功能
Ponchon等人（1969）得出结论，肝脏是维生素D3（胆钙化醇）羟基化为其生物活性代谢物25-羟基胆钙化醇的主要（即使不是唯一）生理部位。
Cheng et al.（2003）发现人胚胎肾细胞中的小鼠或人CYP2R1的表达导致维生素D受体（VDR；VDR;）的转录激活。601769）当维生素D2或D3添加到培养基中时。薄层色谱和放射免疫分析表明CYP2R1的分泌甾体产物为25-羟基维生素D3。CYP2R1 与 CYP27B1 共表达会引发维生素 D3 的额外激活，而与编码 1,25-二羟基维生素 D3 24-羟化酶的 CYP24A1（126065）共表达会导致维生素 D3 失活。
Shinkyo et al.（2004）比较了重组人CYP2R1和CYP27A1（606530）的维生素D代谢。在CYP2R1和CYP27A1之间观察到维生素D2代谢的明显差异：CYP2R1在C25位置显示羟化酶活性，而CYP27A1在C24和C27位置显示羟化酶活性。CYP2R1 对维生素 D3 的亲和力和 C25 羟基化活性也显着高于 CYP27A1。
▼ 进化
Nelson（2003）比较了人和河豚的P450基因。他们发现CYP2R1与河豚Cyp2r1显示出明显的直系同源关系。相比之下，CYP2 家族的大多数其他成员表现出高度的分化，跨物种的保护很少。
▼ 分子遗传学
维生素D依赖性佝偻病患者（VDDR1B；Casella等（1994）首先报道了Cheng等（2004），Cheng等（2004）在CYP2R1基因（608713.0001）中发现了一个纯合突变，该突变消除了CYP2R1的维生素D3 25-羟化酶活性。该患者血浆 25-羟基维生素 D3 水平异常低，并具有维生素 D 缺乏的典型症状，包括骨骼异常、低钙血症和低磷血症。
Al Mutair 等人（2012）在来自患有 VDDR1B 的沙特家族的 2 名受影响同胞中，鉴定出 CYP2R1 基因剪接位点和移码突变（608713.0002、608713.0003）的复合杂合性，预计这会导致蛋白质截短或不稳定。 mRNA。每个亲本对于其中一种突变都是杂合的。
Thacher 等（2015）通过对 CYP2R1 基因编码区、外显子-内含子连接和启动子区域进行测序，评估了来自尼日利亚的 27 名散发性佝偻病儿童和 12 名来自有一名以上一级亲属患有佝偻病的家庭的个体。散发性佝偻病患者均未携带 CYP2R1 变异，但 12 个尼日利亚家庭中有 2 个（有超过 1 名受影响的一级亲属）的先证者携带 CYP2R1 突变。在 1 个家庭中，3 名受影响的家庭成员为先前确定的 L99P 突变纯合子，3 人为杂合子；在另一个家庭中，3 名受影响的家庭成员为 L99P 变异杂合子。Thacher et al.（2015）提出VDDR1B具有半显性遗传。
Molin等人（2017）在来自2个VDDR1B家族的7名患者中鉴定出CYP2R1基因中2种不同突变的纯合性：摩洛哥家族中的L99P和法国家族中的缺失/插入突变（608713.0004）。在两个家族中，这些突变都随着疾病的发生而分离。
▼ 等位基因变异体（4个精选例子）：
.0001 维生素 D 羟基化缺乏性佝偻病，1B 型
CYP2R1、LEU99PRO（rs61495246）
一名来自尼日利亚的年轻人因维生素 D 25-羟基化缺陷（VDDR1B；Casella等人（1994）首次报道（600081），Cheng等人（2004）在CYP2R1基因的外显子2中发现了纯合的T到C的转变，产生了leu99到pro（L99P） ）突变。
Cheng et al.（2004）指出，25-羟化酶缺乏病例的稀缺可能反映了遗传多态性，这些多态性使得某些个体可以通过替代途径发挥作用。Cheng等人（2004）研究的患者是尼日利亚人，这一点可能很重要。与皮肤色素沉着较少的人相比，深色皮肤的人需要更长时间暴露在阳光下才能产生所需水平的维生素 D3，因此可能对维生素合成受损更敏感。此外，Cheng等人（2004）对来自尼日利亚的50名对照受试者的CYP2R1基因的外显子2进行了测序，并鉴定了1名L99P突变杂合体。这一结果表明，在佝偻病高发国家尼日利亚，可能存在创始人基因效应（Thacher et al., 2000）。
Thacher等（2015）在2个尼日利亚维生素D羟基化缺陷性佝偻病1B型（VDDR1B；VDDR1B；VDDR1B；600081）。纯合子患者的 25-羟基维生素 D 水平低于杂合子患者，但均低于正常范围。L99P 突变与一致的单倍型连锁不平衡，这在其他 10 个受影响的家庭中没有发现，表明这两个明显不相关的尼日利亚家庭具有 L99P 等位基因的共同起源。千人基因组计划数据库中的 59 名尼日利亚裔无亲缘关系受试者和 628 名无亲缘关系个体中不存在该变异。体外研究表明，L99P 突变导致 25-羟化酶活性完全丧失。杂合子患者比纯合子患者具有更轻微的表型。口服维生素 D 导致纯合子病例中血清 25-羟基维生素 D 的增加可以忽略不计，而杂合子病例中血清 25-羟基维生素 D 的增加显着低于对照组。作者得出结论，CYP2R1 是人类主要的 25-羟化酶。他们指出，CYP2R1 等位基因对维生素 D 稳态具有剂量依赖性影响，支持半显性遗传。
Molin 等人（2017）在患有 VDDR1B 的摩洛哥家族受影响成员中鉴定出 CYP2R1 基因中 L99P 突变的纯合性。该突变与家庭中的疾病分离。
.0002 维生素 D 羟基化缺乏性佝偻病，1B 型
CYP2R1、IVS2DS、GA、+1
沙特家庭的 2 名同胞患有维生素 D 羟基化缺乏性佝偻病 1B 型（VDDR1B；Al Mutair et al.（2012）在CYP2R1基因中发现了复合杂合突变：内含子2中的剪接位点突变（c.367+1G-A）和1-bp插入（c.768insT; 600081）。608713.0003）位于外显子 3 中。每个亲本对于其中一个突变都是杂合的。预计这两种突变都会导致 CYP2R1 蛋白截短或 mRNA 不稳定。分子模型表明，两种突变蛋白均缺乏维生素 D3 25-羟化酶活性所需的功能域。
.0003 维生素 D 羟基化缺乏性佝偻病，1B 型
CYP2R1，1-BP INS，768T
讨论在患有维生素 D 羟基化缺陷性佝偻病 1B 型（VDDR1B）同胞中以复合杂合状态发现的 CYP2R1 基因外显子 3 中的 1-bp 插入（c.768insT）；600081），Al Mutair 等人（2012），参见 608713.0002。
.0004 维生素 D 羟基化缺乏性佝偻病，1B 型
CYP2R1，c.124_138delinsCGG
一名 4 岁男孩，非近亲法国父母所生，患有维生素 D 羟基化缺乏性佝偻病 1B 型（VDDR1B；600081），Molin et al.（2017）在CYP2R1基因中鉴定出纯合插入/缺失突变（c.124_138delinsCGG），导致Gly42_Leu46delinsArg蛋白变化。在 200 名对照患者的研究中没有发现这种变异。体外研究发现，与野生型相比，突变蛋白没有维生素 D 25-羟化酶活性。杂合子的家庭成员表型正常。
