Sytogeneettinen sijainti: 10q25.3 Genomikoordinaatit (GRCh38): 10:113,854,661-113,917,194 (NCBI:ltä)
TEKSTI
Kuvaus
NLH-toistoa sisältävällä proteiini-2:lla (NHLRC2) on rooli reaktiivisten happilajien (ROS) apoptoosissa (Nishi et al., 2017).
Kloonaus ja ilmentäminen
NLH-toistoa sisältävä proteiini-2 on 79 kD:n 726 aminohapon proteiini, joka koostuu N-terminaalisesta tioredoksiinin (TRX tai TXN; 187700) kaltaisesta domeenista ja C-terminaalisesta NHL:stä (NCL-1, HT2A ja LIN-41) - toista verkkotunnus. NHLRC2-sekvenssi on erittäin konservoitunut kärpäsestä ihmiseen (Nishi et al., 2017). Bioinformatiikan analyysillä Biterova et ai. (2018) havaitsivat, että suurin osa NHLRC2:n konservoituneimmista tähteistä sijaitsee rakossa. Ihmisen ruumiinavausnäytteistä saatujen kudoshomogenaattien immunoblot-analyysillä Uusimaa et al. (2018) havaitsi NHLRC2:n kaikissa testatuissa kudoksissa, mukaan lukien aivot, keuhkot, sydän, maksa, munuaiset ja lihakset. Hiirillä Nhlrc2-ekspressioanalyysi LacZ-reporterilla osoitti laajalle levinneen ilmentymisen koko kehossa. Paakkola et ai. (2018) kvantifioivat endogeenisen NHLRC2:n ilmentymistasot ihmisen kudoksissa, mukaan lukien ihon fibroblastit (NHDF), luuston myoblastit (HSkM), alkion munuaissolut (HEK293), hepatosellulaariset karsinoomasolut (HepG2) ja kohdunkaulan syöpäsolut (HeLa). Kaikki solulinjat ilmensivät NHLRC2:ta korkeimmalla tasolla luuston myoblasteissa. Endogeeninen NHLRC2 lokalisoituu sytosoliin liukoisessa muodossa.
Kartoitus
Gross (2019) kartoitti NHLRC2-geenin kromosomiin 10q25.3 perustuen NHLRC2-sekvenssin (GenBank BC032598) rinnastukseen genomisen sekvenssin (GRCh38) kanssa.
Geenitoiminto
Nishi et ai. (2017) havaitsivat, että ihmisen HCT116 paksusuolensyöpäsolujen tai HEK293-solujen käsittely hapettimella tert-butyylihydroperoksidilla (tBHP) aiheutti apoptoottisen solukuoleman ja alensi NHLRC2-proteiinitasoja tuottamalla reaktiivisia happilajeja (ROS). Immunoblot-analyysit osoittivat, että kaspaasit osallistuivat tähän prosessiin. Ihmisen NHLRC2:n rinnakkaisekspressio sarjan ihmisen kaspaaseja erikseen 293FT-soluissa johti dramaattiseen NHLRC2-proteiinitasojen laskuun kaspaasi-1:n, -2:n, -4:n, -8:n, -9:n ja -10:n kanssa, mutta ei kaspaasi-3:n kanssa. , -6 tai -7. Koimmunosaostuskokeet osoittivat, että näiden kaspaasien proentsyymimuodot olivat vuorovaikutuksessa NHLRC2:n TRX:n kaltaisen domeenin kanssa. Yksittäisten kaspaasien tuhoaminen HCT116-soluissa paljasti, että kaspaasi-8 (CASP8; 601763) välitti ROS-indusoitua NHLRC2-proteiinin vähenemistä pilkkomalla NHLRC2-tähteen Asp580 kohdalla. NHLRC2:n tuhoutuminen lisäsi HCT116-solujen herkkyyttä ROS:n tai DNA:ta vaurioittavan aineen etoposidin indusoimalle apoptoosille, mikä viittaa siihen, että NHLRC2:lla on rooli kaspaasista riippuvaisen solukuoleman eri muodoissa.
Biokemialliset ominaisuudet
Kristallirakenne Biterova et ai. (2018) määrittelivät ihmisen NHLRC2:n TRX:n kaltaisten (aminohapot 1-210) ja beetapotkurien (aminohapot 221-572) kiderakenteen 2,7 angströmin resoluutiolla. Nämä 2 domeenia on yhdistetty joustavan linkkerialueen kautta, joka muodostaa raon, sijaitsevat lähellä toisiaan ja ovat vuorovaikutuksessa rajoitetun vetysidosverkoston kautta. TRX:n kaltaisessa domeenissa on tioredoksiinilaskoksen yhteiset piirteet ja 2 ylimääräistä N-terminaalista alfa-heliksiä taittuu sen päälle muodostaen N-terminaalisen ulkoneman. Beeta-potkuridomeeni käsittää 6 siipeä, joista jokainen sisältää NHL-toiston, sekä joukon vesimolekyylejä. Konservoitunut CCINC-motiivi sisältyy rakoon ja sijaitsee lähellä beeta-potkuridomeenin sitoutumisrajapintaa. Kokoekskluusiokromatografia osoitti, että TRX:n kaltaiset, beetapotkuri- ja C-terminaaliset domeenit eivät liity stabiilisti toisiinsa liuoksessa. Täyspitkän NHLRC2:n SAXS-rakenne osoitti, että NHLRC2 esiintyy monomeerisena muodossa liuoksessa ja että ei-konservoitunut C-terminaalinen domeeni ei pakkaa N-terminaalisia domeeneja vastaan. Sähköstaattinen pintapotentiaalianalyysi osoitti laajennetun negatiivisen varauksen läsnäolon, joka kulki pinnan ympärillä, jonka muodostavat 2 domeenin pinnat ja jotka todennäköisesti muodostavat sitoutumiskohdan vuorovaikutuspartnerille. Rakenteellinen homologiahaku osoitti, että TRX:n kaltaiset ja beetapotkuridomeenit eivät toimi entsyyminä, mutta ovat todennäköisesti mukana proteiiniligandin (ligandien) sitoutumisessa.
Molekyyligenetiikka
Kolmessa suomalaisessa poikalapsessa kahdesta eri sukulaisesta perheestä, joilla oli fibroosi, hermoston rappeuma ja aivojen angiomatoosi (FINCA; 618278), Uusimaa et al. (2018) suorittivat koko eksomin sekvensoinnin ja identifioivat yhdisteen heterotsygoottisuuden missense-mutaation (D148Y; 618277.0001) ja 2 bp:n deleetion (618277.0002) suhteen NHLRC2-geenissä. Mutaatiot erottuivat taudista molemmissa perheissä, ja niitä löydettiin harvoin heterotsygoottisessa tilassa julkisista varianttitietokannoista. Koko eksomin sekvensoinnilla 2-vuotiaalla ukrainalaisella pojalla FINCA:n kanssa Brodsky et al. (2020) tunnistivat yhdisteen heterotsygoottisia mutaatioita NHLRC2-geenissä (618277.0001 ja 618277.0003). Toiminnallisia tutkimuksia ei tehty. 5 potilaalla, mukaan lukien 2 sarjaa sisaruksia, joilla oli FINCA, Rapp et al. (2021) tunnistivat homotsygoottisia tai yhdistelmiä heterotsygoottisia mutaatioita NHLRC2-geenissä (618277.0001; 618277.0004-618277.0005). Mutaatiot tunnistettiin koko eksomin sekvensoinnilla ja erotettiin taudin mukaan kussakin perheessä.
Eläin malli
Polkoff et ai. (2016) totesivat, että NHLRC2-mutaation suhteen homotsygoottisilla vasikoilla on laaja valikoima fenotyyppejä, jotka johtuvat epänormaalista hermosolujen migraatiosta, joka ilmenee yleisimmin polymeliana (lisäraajojen läsnäolo). Mutaatio, jolla on lisääntynyt alleelifrekvenssi Angus-nautakarjassa, on yhden nukleotidin polymorfismi, joka johtaa valiinin substituutioon alaniiniksi geenin erittäin konservoituneella proteiinia koodaavalla alueella. Uusimaa ym. (2018) loi Nhlrc2-poistohiiriä eivätkä havainneet homotsygoottisia hiiriä, alkioita tai moruleja, mikä osoittaa, että Nhlrc2-poistohiirten kuolleisuus tapahtuu hedelmöityksen ja morulan (alkion päivä 2.5) vaiheen välillä. Heterotsygoottiset hiiret olivat elintärkeitä ja lisääntyivät hyvin. Seeprakaloilla, joiden nhlrc2-poistoteho oli 95 % 2 päivää hedelmöityksen jälkeen, väliaivojen transmissioelektronimikroskoopilla suoritettu kvantitatiivinen analyysi osoitti tilastollisesti merkitseviä lisäyksiä sairastuneiden solujen määrässä verrokkeihin verrattuna, mikä osoittaa, että nhlrc2:lla on avainrooli solujen eheyden ylläpitämisessä. keskushermostoon seeprakalan alkioiden kehittymisessä. Hiltunen et al. (2020) kehittivät knockin-hiirimallin, joka on homotsygoottinen ihmisen D148Y-mutaatiolle (618277.0001) Nhlrc2-geenissä, jota he kutsuivat Nhlrc2:ksi (FINCA/FINCA), ja toisen hiirimallin, jossa on yhdiste heterotsygoottisuus D148Y:lle ja Nhlrc2-geenin poistuma. he kutsuivat Nhlrc2:ksi (FINCA/-). Kumpikaan mutanttihiirimalli ei kehittänyt vakavaa, varhain alkavaa monielinsairautta huolimatta Nhlrc2-proteiinin merkittävästä vähenemisestä useissa kudoksissa. Nhlrc2:sta (FINCA/-) ja villityypin hiiristä peräisin olevien hermosolujen progenitorisolujen (NPC:iden) proteomiikkaanalyysi osoitti 19 proteiinia, joiden ilmentyminen oli muuttunut. Proteiinit yhdistettiin vesikkeleihin, solunulkoisiin eksosomeihin, proteiinia sisältäviin komplekseihin ja sytosoliin. Hiltunen et ai. (2020) tutki seuraavaksi niiden proteiinien transkriptiota, joiden ilmentyminen oli muuttunut Nhlrc2 (FINCA/-) NPC:issä ja havaitsi, että hnRNP:n C1/C2 (164020) isoformi C2 lisääntyi kehittyvissä hermosoluissa ja aikuisten naarashiirten hippokampuksessa, mikä viittaa NHLRC2:n mahdollinen rooli RNA:ta sitovan proteiinin kertymisessä.
ALLEELISET VARIANTIT 5 valittua esimerkkiä):
.0001 FIBROOSI, NEURODEGENERAATIO JA AIVOJEN ANGIOMATOOSI
NHLRC2, ASP148TYR ({dbSNP rs201701259})
SNP: rs201701259, gnomAD: rs201701259, ClinVar: RCV000736008
Kolmessa pojassa kahdesta eri sukulaisesta suomalaisperheestä, jotka kuolivat toisena elinvuotena fibroosiin, hermoston rappeutumiseen ja aivoangiomatoosiin (FINCA; 618278), Uusimaa et al. (2018) tunnistivat yhdisteen heterotsygoottisuuden kahdelle mutaatiolle NHLRC2-geenin eksonissa 3: c.442G-T-transversio (c.442G-T, NM_198514), mikä johtaa asp148-to-tyr (D148Y) -substituutioon erittäin konservoituneessa jäännös tioredoksiinin kaltaisessa domeenissa ja 2 bp:n deleetio (c.601_602delAG; 618277.0002), mikä aiheuttaa kehyssiirtymän, jonka ennustetaan johtavan ennenaikaiseen lopetuskodoniin (Arg201GlyfsTer6). Vapauttamattomat vanhemmat olivat kumpikin heterotsygoottisia yhdelle mutaatiolle, joita esiintyi alhaisella taajuudella heterotsygoottisessa tilassa Sequencing Initiative Suomi- ja ExAC-tietokannassa. 7-9 sukupolvea jäljitetyssä sukututkimuksessa ei löytynyt kahdelle suvulle yhteisiä esi-isiä, eikä sukulaisuutta sukulaisissa voitu vahvistaa, koska heidän esi-isänsä olivat syntyneet Pohjois-Suomessa vähintään 150 mailin etäisyydellä toisistaan. Potilaiden fibroblasteissa NHLRC2-mRNA ilmensi vain missense-varianttia, ei 2 bp:n deleetiota, ja qPCR-analyysi osoitti noin 2-kertaisen NHLRC2-ekspression vähenemisen potilaan fibroblasteissa verrokkeihin verrattuna. Immunoblot-analyysi paljasti 10-kertaisen D148Y-proteiinin vähenemisen potilaiden fibroblastien kokosoluuutteissa verrokkeihin verrattuna. Paakkola et ai. (2018) tutki uusimaan et al. raportoimien kolmen FINCA-potilaan ihobiopsioista saatuja soluviljelmiä. (2018) ja havaitsi, että 2 (potilaista 2 ja 3) osoitti selkeitä myofibroblastisia ominaisuuksia, kun taas 1 (potilaalta 1) sisälsi pääasiassa fibroblasteja myofibroblastien sijaan. Potilasta peräisin olevien fibroblastien välimuotoisen filamentin mRNA:n analyysi osoitti KRT17:n (148069) ja KRT18:n (148070) lisääntynyttä ilmentymistä verrattuna merkittävästi alentuneeseen ekspressioon, joka havaittiin kontrollifibroblasteissa, jotka yliekspressoivat villityypin NHRLC2:ta. Potilaiden fibroblastit osoittivat merkittävästi vähentynyttä tulehdukseen liittyvän TGFB1-geenin (190180) ilmentymistä kontrolliin verrattuna, ja motoristen proteiinien DYNC1H1 (600112) ja KLC1 (600025) ilmentyminen muuttui merkittävästi potilaiden fibroblasteissa villityypin NHLRC2-komplementaation jälkeen. Paakkola et ai. (2018) ehdottivat, että yhdisteiden heterotsygoottiset mutaatiot NHLRC2:ssa aiheuttavat vakavaa kudosfibroosia FINCA-taudissa lisäämällä fibroblastien erilaistumista myofibroblasteiksi. NHLRC2-proteiinin rakenne- ja biofysikaalisten tietojen yhdistetyillä analyyseillä Biterova et al. (2018) osoittivat, että D148Y-mutaatio todennäköisesti horjuttaa NHLRC2:n yleistä rakennetta. 2-vuotiaalla ukrainalaisella potilaalla, jolla oli FINCA, Brodsky et al. (2020) tunnistivat yhdisteen heterotsygoottisuuden kahdelle missense-mutaatiolle NHLRC2-geenissä: D148Y ja c.428C-A-transversio, mikä johti his143-pro (H143P; 618277.0003) substituutioon. Mutaatiot tunnistettiin koko eksomin sekvensoinnilla ja vahvistettiin Sangerin sekvensoinnilla. Vanhempien osoitettiin olevan mutaation kantajia. Molemmat mutaatiot vaikuttavat erittäin konservoituneeseen N-terminaaliseen tioredoksiinidomeeniin. GnomAD-tietokannassa ei ollut H143P-mutaatiota. Kahdessa sisaruksessa (perhe 3), jotka syntyivät sukulaisille jordanialaisille vanhemmille, FINCA:n, Rapp et al. (2021) tunnistivat homotsygoottisuuden D148Y-mutaation suhteen NHLRC2-geenissä. Mutaatiot, jotka tunnistettiin koko eksomin sekvensoinnilla ja vahvistettiin Sangerin sekvensoinnilla, erottuivat perheen taudeista. Mutaatio oli läsnä vain heterotsygoottisessa tilassa alleelitaajuudella 0,0004316 gnomAD-tietokannassa. Kahdessa kreikkalaisessa sisaruksessa (perhe 1), Rapp et al. (2021) tunnistivat yhdisteen heterotsygoottisuuden kahdelle mutaatiolle NHLRC2-geenissä: D148Y ja c.224A-T-siirtymä, mikä johti asp75-val- (D75V; 618277.0004) substituutioon konservoituneessa kohdassa tioredoksiinidomeenissa. Mutaatiot tunnistettiin koko eksomin sekvensoinnilla ja erotettiin perheen taudeista. Kolmas sisar kuoli vakavaan hengitysvaikeuteen, mutta hänelle ei tehty geneettistä testausta.
.0002 FIBROOSI, NEURODEGENERAATIO JA AIVOJEN ANGIOMATOOSI
NHLRC2, 2-BP DEL, 601AG
SNP: rs757267294, gnomAD: rs757267294, ClinVar: RCV000736009
Keskustelua varten 2 bp:n deleetiosta (c.601_602delAG, NM_198514) NHLRC2-geenin eksonissa 3, joka aiheuttaa kehyssiirtymän, jonka ennustetaan johtavan ennenaikaiseen lopetuskodoniin (Arg201GlyfsTer6), joka löydettiin yhdistetyssä heterotsygoottisessa tilassa kolmella suomalaisella potilaalla, joilla oli fibroosi, neurodegeneraatio ja aivojen angiomatoosi (FINCA; 618278), Uusimaa et ai. (2018), katso 618277.0001.
.0003 FIBROOSI, NEURODEGENERAATIO JA AIVOJEN ANGIOMATOOSI
NHLRC2, HIS143PRO
ClinVar: RCV001693501
Keskustelua varten c.428C-A-transversiosta (c.428C-A, NM_198514) NHLRC2-geenissä, mikä johti his143-pro (H143P) -substituutioon, joka löydettiin yhdisteen heterotsygoottisessa tilassa 2 vuoden kuluttua vanha ukrainalainen potilas, jolla on fibroosi, hermoston rappeuma ja aivojen angiomatoosi (FINCA; 618278), Brodsky et ai. (2020), katso 618277.0001.
.0004 FIBROOSI, NEURODEGENERAATIO JA AIVOJEN ANGIOMATOOSI
NHLRC2, ASP75VAL
ClinVar: RCV001693499
Keskustelua varten c.224A-T-siirtymästä (c.224A-T, NM_198514) NHLRC2-geenissä, mikä johtaa asp75-val (D75V) -substituutioon, joka löydettiin yhdisteen heterotsygoottisessa tilassa kahdelta kreikkalaiselta sisarukselta, joilla oli fibroosi. , neurodegeneraatio ja aivojen angiomatoosi (FINCA; 618278), Rapp et ai. (2021), katso 618277.0001.
.0005 FIBROOSI, NEURODEGENERAATIO JA AIVOJEN ANGIOMATOOSI
NHLRC2, PRO338LEU
ClinVar: RCV001693500
Keskustelua varten c.1013C-T-siirtymisestä (c.1013C-T, NM_198514) NHLRC2-geenissä, mikä johti pro338-leu-substituutioon (P338L), joka löydettiin yhdisteen heterotsygoottisessa tilassa belgialaisen ja Slovakian syntyperä fibroosin, hermoston rappeutumisen ja aivojen angiomatoosin kanssa (FINCA; 618278), Rapp et ai. (2021), katso 618277.0001.