条目-*300521-KINESIN家族成员4A;KIF4A(基辅)-OMIM公司
 
*300521

KINESIN家族成员4A;KIF4A(基辅)


备选标题;符号

基辅4


HGNC批准的基因符号:KIF4A(基辅)

细胞遗传学位置:Xq13.1号机组 基因组坐标(GRCh38):X: 70290104-70420886 (来自NCBI)


基因-表型关系
位置 表型 表型
MIM编号
继承 表型
映射键
Xq13.1号机组 智力发育障碍,X连锁100 300923 卡侬
牛牙症、小牙症和内陷牙 313490 卡侬

文本

描述

KIF4A等激动素是基于微管的运动蛋白,可沿微管产生定向运动。它们参与许多重要的细胞过程,包括细胞分裂(朱、江,2005).


克隆和表达

使用小鼠白血病病毒gag蛋白作为酵母双杂交筛选的诱饵,Kim等人(1998年)从T淋巴瘤细胞系cDNA文库克隆小鼠Kif4。RT-PCR和Western blot分析检测到所有受检小鼠组织中的Kif4 RNA和蛋白质。

通过搜索数据库中与小鼠Kif4相似的序列,然后进行PCR并筛选HeLa细胞cDNA文库,Oh等人(2000)克隆了KIF4A,他们称之为KIF4。推导出的1232-氨基酸蛋白质的计算分子量为140 kD。KIF4A与小鼠Kif4具有85%的氨基酸同源性。HeLa细胞RNA的Northern blot分析检测到约5.0kb的转录物。RNA斑点杂交分析检测到胎儿肝脏、胸腺和脾脏中有大量表达。在成人组织中,胸腺和骨髓中表达丰富,在心脏、睾丸、肾脏、结肠和肺中表达中等。

通过Western blot分析,Lee等人(2001)确定内源性HeLa细胞KIF4的表观分子质量为140kD。免疫定位检测到KIF4主要位于细胞核,少量位于细胞质。HeLa细胞的亚细胞分离得到了类似的结果。核KIF4与MYC共定位(190080)共聚焦显微镜检测到KIF4在有丝分裂的所有阶段均与染色体一致相关。Lee等人(2001)确定了在4个推定的核定位信号中,包含PPPKLRRR序列的信号引导转染的KIF4的核积累。他们得出结论,KIF4是一种以微管为基础的有丝分裂运动,以DNA为载体。

通过SDS-PAGE,Kurasawa等人(2004)确定KIF4的表观分子质量为155 kD。

为了确定Kif4在发育中的小鼠牙齿中的表达模式,Gowans等人(2019年)分析了不同胚胎阶段分离的牙齿间充质和上皮以及分离的小鼠牙齿组织的全基因组微阵列表达数据集以及原位杂交。作者发现Kif4在胚胎第E15天的胚胎小鼠的发育牙胚中表达,在下切牙、舌头、下颌骨和上颌骨的间质中表达。


基因结构

Oh等人(2000)确定KIF4A基因跨度超过30 kb。


映射

通过FISH,Ha等人(2000年)将KIF4A基因定位到染色体Xq13.1。


术语

劳伦斯等人(2004)提出了一个基于14个家族命名的标准化驱动蛋白命名法。在这个系统下,KIF4A属于驱动蛋白-4家族。


基因功能

使用联合免疫沉淀,Kurasawa等人(2004)确定PRC1(603484)和KIF4在HeLa细胞纺锤体中区形成过程中直接相互作用。这种相互作用需要PRC1的N-末端的一半和KIF4的C-末端的一半。在有丝分裂过程中,KIF4定位于染色体上。在后期,它也定位于纺锤体中区,在末期和胞质分裂期间,它定位于中体。PRC1广泛分布于染色体和纺锤体周围,直至中期。然后在后期A定位于纺锤体中区,从后期B到末期与KIF4共定位。到达中区后,KIF4聚集在紧密的球状病灶中,似乎将微管束从2个半纺锤连接起来。这些KIF4病灶在B期晚期被PRC1包围,在B期末期与PRC1完全吻合。在胞质分裂后期,KIF4定位于中体中央,而一些PRC1则位于微管的侧翼束上。在KIF4缺乏的细胞中,中央纺锤体结构紊乱,所有中区相关蛋白,包括PRC1,都未能集中在中线,而是沿着中央纺锤体松散的微管束分散。在PRC1缺陷细胞中,没有形成中间带,KIF4和CENPE(117143)未定位到断开的半轴和MKLP1(KNSL5;605064)染色体乘客蛋白定位于半纺锤体微管和末端附近的离散亚结构域。

朱和江(2005)证明KIF4是一种运动蛋白,在中期到后期过渡期间将PRC1转运到交叉指状纺锤体微管的正端。KIF4通过其“茎+尾”结构域结合PRC1。小干扰RNA对KIF4的抑制导致PRC1易位的抑制、中区形成的阻滞和胞质分裂的失败。细胞周期蛋白依赖性激酶(参见116940)PRC1磷酸化通过KIF4控制PRC1易位的时间。

在大脑发育过程中,细胞凋亡控制着神经元的最终数量。Midorikawa等人(2006年)发现小鼠Kif4通过与Parp1直接相互作用调节幼年神经元的凋亡(173870)是一种核酶,通过修复DNA和作为转录调节器来维持细胞内环境稳定。Kif4的C末端结构域抑制Parp1酶活性。当神经元受到膜去极化刺激时,由Camk2介导的钙信号传导(参见114078)诱导Kif4从Parp1解离,导致Parp1活性上调,从而支持神经元存活。在与Parp1分离后,Kif4从细胞核进入细胞质,并以微管依赖的方式移动到轴突的远端。Midorikawa等人(2006年)结论是KIF4通过调节大脑发育中PARP1的活性来控制有丝分裂后神经元的活性依赖性存活。

Nguyen等人(2014)开发了一个无细胞系统,利用爪蟾卵细胞质提取物重演胞质分裂信号。微管从人工中心体中长出星号,并聚集在一起组织反平行的重叠区。这些区域阻断了相邻紫菀的相互渗透,并招募了胞质分裂中区蛋白,包括染色体乘客复合体和中央平蛋白。染色体乘客复合体被运输到重叠区,重叠区需要2个运动蛋白,KIF4A和KIF20A(605664)paralog。使用支撑的脂质双层模拟质膜,Nguyen等人(2014)观察到在微管重叠处出现分裂沟标记,包括一个活跃的RhoA报告子。


分子遗传学

X染色体连锁智力发育障碍100

X染色体连锁精神发育迟滞和癫痫家族中4名男性患者(XLID100;300923),Willemsen等人(2014)在KIF4A基因中发现了一个半合子突变(300521.0001). 通过X染色体外显子组测序发现的突变与该家族中的疾病分离。Kif4a在大鼠初级海马神经元中的敲除改变了兴奋性和抑制性突触传递之间的平衡。Willemsen等人(2014)提示该表型是突触功能紊乱所致。

Kalantari等人(2021年)报告了11名XLID100患者,包括2对同胞。之前报告过一名患者Meier等人(2019年)所有患者都有KIF4A基因的半合子突变,包括10例错义突变(参见。,300521.0003-300521.0005)1个剪接位点突变(c.1674+1G-a;300521.0002). 在10名患者中,突变是从一名未受影响的母亲遗传而来的,在1名患者中突变是从头开始的。位于驱动蛋白运动域的突变仅出现在先天性异常患者中。

牛牙症、小牙症和致密内陷症

在来自2个不相关家族的受影响男性中,分离出X连锁隐性牛牙症、小牙症和牙内陷症(TMDI;313490),Gowans等人(2019年)确定KIF4A基因错义突变的半合子:R771K(300521.0006)在第一个家族中,D317H在第二个家族中(300521.0007). 受影响的男性均未出现神经发育迟缓。


ALLELIC变体( 7精选示例):

.0001智力发育障碍,X连锁100

KIF4A、IVS14、-8、DEL/INS
   RCV000128843型

X连锁智力发育障碍-100(XLID100;300923),Willemsen等人(2014)在KIF4A基因中发现一个半合子c.1489-8_1490delins10突变,导致第15外显子的受体剪接位点断裂,并导致该蛋白第15外显子的框内缺失。通过X染色体外显子组测序发现并经Sanger测序证实的突变与该家族中的疾病分离。根据dbSNP(构建135)、1000基因组项目和外显子测序项目数据库,以及200个丹麦外显子和一个内部数据库,对变体进行筛选。患者细胞中KIF4A的表达降低到约50%。在大鼠初级海马神经元中使用siRNA敲除Kif4a导致兴奋性突触后电流(EPSC)振幅随着频率的增加而显著降低,表明兴奋性突触体的发育存在缺陷。Kif4a的下调降低了抑制性突触后电流(IPSC)的频率,但没有降低幅度,这表明Kif4a影响突触前GABA释放和/或抑制性突触前形成,而不影响GABA受体的数量。Willemsen等人(2014)结论是KIF4A是一种关键蛋白,参与控制发育过程中兴奋性输入和抑制性输入之间的平衡,这可以解释患者存在癫痫。


.0002智力发育障碍,X连锁100

KIF4A、IVS15、G-A、+1
   RCV003320413型

一名埃及患者(患者4)患有X-连锁智力发育障碍-100(XLID100;300923),Kalantari等人(2021年)确定KIF4A基因内含子15中c.1674+1G-a转换(c.1674+1 G-a,NM_012310.5)的半合子,导致剪接异常。该突变通过全外显子组测序进行了鉴定,并被证明是从他健康的母亲那里遗传的。该突变在gnomAD数据库中不存在。患者有一个同样受影响的兄弟,他已经去世,没有进行突变测试。


.0003智力发育障碍,X连锁100

KIF4A,LEU539PRO公司
   RCV003320414型

一名患有X染色体连锁智力发育障碍-100(XLID100;300923),Kalantari等人(2021年)确定了KIF4A基因第15外显子中c.1616T-c转换的半合子(c.1616T-c,NM_012310.5),导致线圈-线圈结构域中的leu539-to-pro(L539P)替换。通过全基因组测序确定的突变是从他健康的母亲那里遗传来的。该突变在gnomAD数据库中不存在。


.0004智力发育障碍,X-LINKED 100

KIF4A、ASP255ASN
   RCV003320415型

一名患有X染色体连锁智力发育障碍-100(XLID100;300923),Kalantari等人(2021年)确定KIF4A基因第7外显子中c.763G-a转换的从头半合子(c.763G/a,NM_012310.5),导致驱动蛋白运动域中asp255-to-asn(D255N)替换。通过全基因组测序确定的突变在gnomAD数据库中不存在。


.0005智力发育障碍,X-LINKED 100

KIF4A,LEU582HIS公司
   RCV000678379。。。

一名患有X染色体连锁智力发育障碍-100(XLID100;300923),Kalantari等人(2021年)确定了KIF4A基因第16外显子中c.1745T-a颠倒(c.1745T-a,NM_012310.5)的半合子性,导致线圈结构域中的leu582-to-his(L582H)替换。通过全基因组测序鉴定出的突变表明是从他健康的母亲那里遗传来的。该突变在gnomAD数据库中不存在。


.0006牛齿苋、密克罗尼西亚和登革热

KIF4A,ARG771LYS公司
   RCV003329093型

在分离X连锁隐性牛牙症、微牙症和窝内陷症(TMDI)家族的受累男性(双胞胎兄弟、外叔父和母系大鼠)中;313490),最初由描述Casamassimo等人(1978年)(家族1),Gowans等人(2019年)确定了KIF4A基因第21外显子中c.2312G-a转换的半合子(c.2312G-a,NM_012310.4),在高度保守的残基上导致arg771-to-lys(R771K)替换。Sanger测序证实了突变及其与牙齿表型的分离;携带者女性未受影响。在公共序列数据库中,突变出现在一个较低的次要等位基因频率。迁移划痕分析显示,与野生型细胞相比,用R771K突变体转染的细胞的迁移显著延迟。


.0007牛齿苋、密克罗尼西亚和登革热

KIF4A、ASP317HIS
   RCV003329094型

在新西兰一家系(第2家系)分离出X连锁隐性牛牙症、小牙症和窝内陷症(TMDI;313490),Gowans等人(2019年)确定了KIF4A基因第8外显子中c.949G-c颠倒(c.949G-c,NM_012310.4)的半合子性,导致运动结构域内一个高度保守的残基发生asp317-his(D317H)替换。Sanger测序证实了突变及其与牙科表型的分离;携带者女性未受影响。在内部对照组或EVS或ExAC数据库中未发现突变。


参考文献

  1. Casamassimo,P.S.、Nowak,A.J.、Ettinger,R.L.、Schlenker,D.J。一种不寻常的三联征:微齿畸形、牛头齿畸形和内陷性齿窝。口腔外科45:107-1121978。[公共医学:271276,相关引文][全文]

  2. Gowans,L.J.J.、Cameron-Christie,S.、Slayton,R.L.、Busch,T.、Romero-Bustillos,M.、Eliason,S.,Sweat,M.,Sobreira,N.、Yu,W.、Kantaputra,P.N.、Wohler,E.、Adeyemo,W.L.和其他16人。KIF4A中的错义致病性变异体影响牙齿形态发生,导致X连锁牛牙髓病、小牙症和密集型迷走神经症。前面。遗传学。10: 800, 2019.[公共医学:31616463,图像,相关引文][全文]

  3. Ha,M.J.、Yoon,J.、Moon,E.、Lee,Y.M.、Kim,H.J.和Kim,W。通过原位杂交将驱动蛋白家族成员4基因(KIF4A和KIF4B)分配给人类染色体带Xq13.1和5q33.1。细胞遗传学。细胞遗传学。88: 41-42, 2000.[公共医学:10773663,相关引文][全文]

  4. Kalantari,S.、Carlston,C.、Alsaleh,N.、Abdel-Salam,G.M.H.、Alkuraya,F.、Kato,M.、Matsumoto,N.,Miyatake,S.,Yamamoto,T.、Fares-Taie,L.、Rozet,J.M.、Chassaing,N.和其他13人。扩大KIF4A相关表型。美国医学遗传学杂志。185A:3728-37392021年。[公共医学:34346154,图像,相关引文][全文]

  5. Kim,W.、Tang,Y.、Okada,Y.,Torrey,T.A.、Chattopadhyay,S.K.、Pfleiderer,M.、Falkner,F.G.、Dorner,F.、Choi,W.,Hirokawa,N.、Morse,H.C.、III。小鼠白血病病毒Gag多蛋白与一种基于微管的运动蛋白KIF4的结合。J.维罗尔。72: 6898-6901, 1998.[公共医学:9658142,图像,相关引文][全文]

  6. Kurasawa,Y.、Earnshaw,W.C.、Mochizuki,Y.,Dohmae,N.、Todokoro,K。KIF4及其结合伙伴PRC1在有组织中央纺锤体中区形成中的重要作用。EMBO J.23:3237-32482004年。[公共医学:15297875,图像,相关引文][全文]

  7. Lawrence,C.J.、Dawe,R.K.、Christie,K.R.、Cleveland,D.W.、Dawson,S.C.、Endow,S.A.、Goldstein,L.S.B.、Goodson,H.V.、Hirokawa,N.、Howard,J.、Malmberg,R.L.、McIntosh,J.R.和其他10人。标准化驱动蛋白命名法。《细胞生物学杂志》。167: 19-22, 2004.[公共医学:15479732,相关引文][全文]

  8. Lee,Y.M.,Lee,S.,Lee,E.,Shin,H.,Hahn,H.、Choi,W.,Kim,W。人类驱动蛋白超家族成员4主要定位于核基质中,在有丝分裂期间与染色体相关。生物化学。J.360:549-5562001年。[公共医学:11736643,相关引文][全文]

  9. Meier,N.、Bruder,E.、Lapaire,O.、Hoesli,I.、Kang,A.、Hench,J.、Hoeller,S.、De Geyter,J.,Miny,P.、Heinimann,K.、Chaoui,R.、Tercanli,S.和Filges,I。胎儿异常综合征的外显子组测序:新的表型基因型发现。欧洲。J.Hum.遗传学。27: 730-737, 2019.[公共医学:30679815,相关引文][全文]

  10. Midorikawa R.、Takei Y.、Hirokawa N。KIF4运动通过抑制PARP-1酶活性调节活性依赖性神经元存活。手机125:371-3832006。[公共医学:16630823,相关引文][全文]

  11. Nguyen,P.A.、Groen,A.C.、Loose,M.、Ishihara,K.、Whr,M.,Field,C.M.、Mitchison,T.J。在无细胞系统中重建的胞质分裂信号的空间组织。《科学》346:244-2472014。[公共医学:25301629,图像,相关引文][全文]

  12. Oh,S.,Hahn,H.,Torrey,T.A.,Shin,H.、Choi,W.、Lee,Y.M.、Morse,H.C.、III、Kim,W。小鼠KIF4的人类同源物的鉴定,KIF4是一种驱动蛋白超家族运动蛋白。生物化学。生物物理学。学报1493:219-2242000。[公共医学:10978527,相关引文][全文]

  13. Willemsen,M.H.,Ba,W.,Wissink-Lindhout,W.M.,de Brouwer,A.P.M.,Haas,S.A.,Bienek,M.,Hu,H.,Vissers,L.E.L.M.,van Bokhoven,H.;Kalscheuer,V.,Kasri,N.N.,Klefstra,T。驱动蛋白家族成员KIF4A和KIF5C在智力残疾和突触功能中的参与。医学遗传学杂志。51: 487-494, 2014.[公共医学:24812067,相关引文][全文]

  14. 朱,C.,蒋,W。Kif4在纺锤体上的细胞周期依赖性PRC1易位对于中带形成和胞质分裂至关重要。程序。美国国家科学院。科学。102: 343-348, 2005.[公共医学:15625105,图像,相关引文][全文]


Marla J.F.O'Neill-更新时间:2023年9月18日
Hilary J.Vernon-更新时间:2023年11月8日
Ada Hamosh-更新时间:2014年11月10日
Cassandra L.Kniffin-更新日期:2014年7月25日
Matthew B.Gross-更新时间:2012年6月21日
Matthew B.Gross-更新时间:2010年3月8日
创建日期:
Patricia A.Hartz:2005年1月31日
脱发:2023年9月18日
卡罗尔:2023年12月8日
卡罗尔:2023年11月8日
阿洛佩兹:2021年8月20日
阿洛佩兹:2014年10月11日
阿洛佩兹:2014年7月28日
迈克尔顿:2014年7月28日
ckniffin:2014年7月25日
mgross:2012年6月21日
wwang:2010年3月11日
mgross:2010年3月8日
mgross:2005年2月1日
mgross:2005年1月31日

*300521

KINESIN家族成员4A;KIF4A(基辅)


备选标题;符号

基辅4


HGNC批准的基因符号:KIF4A

细胞遗传学位置:Xq13.1 基因组坐标(GRCh38):传真:70290104-70420886 (来自NCBI)


基因-表型关系

位置 表型 表型
MIM编号
继承 表型
映射键
Xq13.1号机组 智力发育障碍,X连锁100 300923 X连锁隐性
牛牙症、小牙症和内陷牙 313490 X连锁隐性

文本

描述

KIF4A等激动素是基于微管的运动蛋白,可沿微管产生定向运动。它们参与许多重要的细胞过程,包括细胞分裂(朱和江,2005)。


克隆和表达

Kim等人(1998年)利用小鼠白血病病毒gag蛋白作为酵母2杂交筛选的诱饵,从T淋巴瘤细胞系cDNA文库克隆了小鼠Kif4。RT-PCR和Western blot分析检测到所有受检小鼠组织中的Kif4 RNA和蛋白质。

通过搜索数据库中与小鼠Kif4相似的序列,然后进行PCR并筛选HeLa细胞cDNA文库,Oh等人(2000年)克隆了KIF4A,他们称之为Kif4。推导出的1232-氨基酸蛋白质的计算分子量为140 kD。KIF4A与小鼠Kif4具有85%的氨基酸同源性。HeLa细胞RNA的Northern blot分析检测到约5.0kb的转录物。RNA斑点杂交分析检测到胎儿肝脏、胸腺和脾脏中有大量表达。在成人组织中,胸腺和骨髓中表达丰富,在心脏、睾丸、肾脏、结肠和肺中表达中等。

通过蛋白质印迹分析,Lee等人(2001)确定内源性HeLa细胞KIF4具有140kD的表观分子量。免疫定位检测到KIF4主要位于细胞核,少量位于细胞质。HeLa细胞的亚细胞分离得到了类似的结果。核KIF4与MYC(190080)在核基质中共定位,共聚焦显微镜检测到KIF4在有丝分裂的所有阶段都与染色体一致相关。Lee等人(2001年)确定,在4个假定的核定位信号中,含有序列PPPKLRRR的信号引导转染KIF4的核积累。他们得出结论,KIF4是一种以微管为基础的有丝分裂运动,以DNA为载体。

通过SDS-PAGE,Kurasawa等人(2004)确定KIF4的表观分子质量为155 kD。

为了确定Kif4在发育中的小鼠牙齿中的表达模式,Gowans等人(2019年)分析了全基因组微阵列表达数据集以及在不同胚胎阶段分离的牙齿间质和上皮以及分离的小鼠牙齿组织上的原位杂交。作者发现Kif4在胚胎第E15天的胚胎小鼠的发育牙胚中表达,在下切牙、舌头、下颌骨和上颌骨的间质中表达。


基因结构

Oh等人(2000年)确定KIF4A基因跨度超过30 kb。


映射

通过FISH,Ha等人(2000年)将KIF4A基因映射到染色体Xq13.1。


术语

Lawrence等人(2004年)提出了基于14个家族名称的标准化驱动蛋白命名法。在这个系统下,KIF4A属于驱动蛋白-4家族。


基因功能

Kurasawa等人(2004)利用共免疫沉淀法确定,PRC1(603484)和KIF4在HeLa细胞纺锤体中区形成过程中直接相互作用。相互作用需要PRC1的N端一半和KIF4的C端一半。在有丝分裂过程中,KIF4定位于染色体上。在后期,它也定位于纺锤体中区,在末期和胞质分裂期间,它定位于中体。PRC1广泛分布于染色体和纺锤体周围,直至中期。然后在后期A定位于纺锤体中区,从后期B到末期与KIF4共定位。到达中区后,KIF4聚集在紧密的球状病灶中,似乎将微管束从2个半纺锤连接起来。这些KIF4病灶在B期晚期被PRC1包围,在B期末期与PRC1完全吻合。在胞质分裂后期,KIF4定位于中体中央,而一些PRC1则位于微管的侧翼束上。在KIF4缺乏的细胞中,中央纺锤体结构紊乱,所有中区相关蛋白,包括PRC1,都未能集中在中线,而是沿着中央纺锤体松散的微管束分散。在PRC1缺陷细胞中,没有形成中间区,KIF4和CENPE(117143)没有定位于断开的半纺锤体,MKLP1(KNSL5;605064)和染色体乘客蛋白定位于半纺锤体内微管正末端附近的离散亚域。

Zhu和Jiang(2005)证明了KIF4是一种运动蛋白,在中期到后期的过渡过程中,它将PRC1易位到交叉纺锤体微管的正端。KIF4通过其“茎+尾”结构域结合PRC1。小干扰RNA对KIF4的抑制导致PRC1易位的抑制、中区形成的阻滞和胞质分裂的失败。PRC1的细胞周期素依赖性激酶(见116940)磷酸化通过KIF4控制PRC1易位的时间。

在大脑发育过程中,细胞凋亡控制着神经元的最终数量。Midorikawa等人(2006年)发现,小鼠Kif4通过与Parp1(173870)直接相互作用来调节幼年神经元的凋亡,Parp1是一种核酶,通过修复DNA维持细胞内环境稳定并充当转录调节器。Kif4的C末端结构域抑制Parp1酶活性。当神经元受到膜去极化刺激时,由Camk2介导的钙信号(参见114078)诱导Kif4从Parp1分离,导致Parp1活性上调,从而支持神经元存活。在与Parp1分离后,Kif4从细胞核进入细胞质,并以微管依赖的方式移动到轴突的远端。Midorikawa等人(2006年)得出结论,KIF4通过调节大脑发育中的PARP1活性来控制有丝分裂后神经元的活动依赖性存活。

Nguyen等人(2014年)开发了一种无细胞系统,利用爪蟾卵细胞质提取物重演胞质分裂信号。微管从人工中心体中生长为紫菀,并汇聚形成反平行重叠区。这些区域阻断了相邻紫菀的相互渗透,并招募了胞质分裂中区蛋白,包括染色体乘客复合体和中央平蛋白。染色体乘客复合体被运输到重叠区,重叠区需要2个运动蛋白,KIF4A和一个KIF20A(605664)paralog。使用支持的脂质双层来模拟质膜,Nguyen等人(2014)观察到切割沟标记物的募集,包括微管重叠处的活性RhoA报告子。


分子遗传学

X染色体连锁智力发育障碍100

Willemsen等人(2014年)在一个X连锁精神发育迟滞和癫痫家族的4名受影响男性中发现了KIF4A基因的半合子突变(300521.0001)。该突变是通过X染色体外显子组测序发现的,与该家族的疾病分离。Kif4a在大鼠初级海马神经元中的敲除改变了兴奋性和抑制性突触传递之间的平衡。Willemsen等人(2014年)认为,这种表型是由突触功能受损引起的。

Kalantari等人(2021年)报告了11名XLID100患者,包括2对同胞。Meier等人(2019年)曾报告过一名患者。所有患者都有KIF4A基因的半合子突变,包括10例错义突变(见300521.0003-300521.0005)和1例剪接位点突变(c.1674+1G-a;300521.0002)。在10名患者中,突变是从一名未受影响的母亲遗传而来的,在1名患者中突变是从头开始的。位于驱动蛋白运动域的突变仅出现在先天性异常患者中。

牛牙症、小牙症和致密内陷症

Gowans等人(2019年)在两个分离X连锁隐性牛牙症、小牙症和牙本质内陷症(TMDI;313490)的无关家族的受影响男性中,确定了KIF4A基因错义突变的半合子性:第一家族中的R771K(300521.0006),第二家族中的D317H(300521.0 007)。受影响的男性均未出现神经发育迟缓。


ALLELIC变体 7个精选示例):

.0001智力发育障碍,X-LINKED 100

KIF4A、IVS14、-8、DEL/INS
SNP:rs1555949612,临床变量:RCV000128843

在一个X连锁智力发育障碍-100(XLID100;300923)家族的4名受影响男性中,Willemsen等人(2014)在KIF4A基因中发现了一个半合子c.1489-8_1490delins10突变,导致外显子15的受体剪接位点被破坏,外显子十五从蛋白质中框内缺失。通过X染色体外显子组测序发现并经Sanger测序证实的突变与该家族中的疾病分离。根据dbSNP(构建135)、1000基因组项目和外显子测序项目数据库,以及200个丹麦外显子和一个内部数据库,对变体进行筛选。患者细胞中KIF4A的表达降低到约50%。在大鼠初级海马神经元中使用siRNA敲除Kif4a导致兴奋性突触后电流(EPSC)振幅随着频率的增加而显著降低,表明兴奋性突触体的发育存在缺陷。Kif4a的下调降低了抑制性突触后电流(IPSC)的频率,但没有降低幅度,这表明Kif4a影响突触前GABA释放和/或抑制性突触前形成,而不影响GABA受体的数量。Willemsen等人(2014年)得出结论,KIF4A是一种关键蛋白,参与控制发育过程中兴奋性输入和抑制性输入之间的平衡,这可以解释患者是否存在癫痫。


.0002智力发育障碍,X连锁100

KIF4A、IVS15、G-A、+1
临床变量:RCV003320413

在一名患有X-连锁智力发育障碍-100(XLID100;300923)的埃及患者(患者4)中,Kalantari等人(2021年)确定了KIF4A基因内含子15中c.1674+1G-a过渡(c.1674+1 G-a,NM_012310.5)的半合子性,导致剪接异常。该突变通过全基因组测序确定,并表明是从他健康的母亲那里遗传而来。该突变在gnomAD数据库中不存在。患者有一个同样受影响的兄弟,他已经去世,没有进行突变测试。


.0003智力发育障碍,X-LINKED 100

KIF4A,LEU539PRO公司
临床变量:RCV003320414

在一名患有X-连锁智力发育障碍-100(XLID100;300923)的日本患者(患者5)中,Kalantari等人(2021年)确定了KIF4A基因第15外显子中c.1616T-c转换的半合子性(c.1616T-c,NM_012310.5),导致线圈域中的leu539-to-pro(L539P)替换。通过全基因组测序确定的突变是从他健康的母亲那里遗传来的。该突变在gnomAD数据库中不存在。


.0004智力发育障碍,X-LINKED 100

KIF4A,ASP255ASN基因
临床变量:RCV003320415

在一名患有X-连锁智力发育障碍-100(XLID100;300923)的日本患者(患者6)中,Kalantari等人(2021年)在KIF4A基因第7外显子中发现了c.763G-a转变的从头半合子性(c.763G/a,NM_012310.5),导致了运动蛋白域中asp255-to-asn(D255N)的替代。该突变是通过全外显子组测序鉴定的,但gnomAD数据库中并不存在。


.0005智力发育障碍,X连锁100

KIF4A,LEU582HIS公司
SNP:rs1045363046,临床变量:RCV000678379、RCV003320364

在一名患有X连锁智力发育障碍-100(XLID100;300923)的白人患者(患者9)中,Kalantari等人(2021年)确定了KIF4A基因第16外显子中c.1745T-a颠换的半合子性(c.1745T-a,NM_012310.5),导致线圈域中的leu582对his(L582H)替换。通过全基因组测序鉴定出的突变表明是从他健康的母亲那里遗传来的。该突变在gnomAD数据库中不存在。


.0006牛齿苋、密克罗尼西亚和登革热

KIF4A,ARG771LYS公司
临床变量:RCV003329093

最初由Casamassimo等人(1978年)(家族1)、Gowans等人(2019年)描述的分离X连锁隐性牛牙症、小牙症和窝内陷症(TMDI;313490)家系的受累男性(双胞胎兄弟、其外叔父和母系大鼠)确定了KIF4A基因第21外显子中c.2312G-a转换的半合子(c.2312G-a,NM_012310.4),在高度保守的残基上导致arg771-to-lys(R771K)替换。Sanger测序证实了突变及其与牙科表型的分离;携带者女性未受影响。在公共序列数据库中,突变出现在一个较低的次要等位基因频率。迁移划痕试验显示,与野生型细胞相比,转染R771K突变体的细胞迁移明显延迟。


.0007牛齿苋、密克罗尼西亚和登革热

KIF4A、ASP317HIS
临床变量:RCV003329094

在新西兰一个分离X连锁隐性牛牙菌病、小牙症和牙本质内陷症(TMDI;313490)的家族(家族2)的受影响男性中,Gowans等人(2019年)在KIF4A基因第8外显子中发现了c.949G-c颠换的半合子性(c.949G-c,NM_012310.4),导致其为asp317对his(D317H)在运动结构域内的高度保守的残基处的取代。Sanger测序证实了突变及其与牙科表型的分离;携带者女性未受影响。在内部对照组或EVS或ExAC数据库中未发现突变。


参考文献

  1. Casamassimo,P.S.、Nowak,A.J.、Ettinger,R.L.、Schlenker,D.J。一种不寻常的三联征:微齿畸形、牛头齿畸形和内陷性齿窝。口腔外科45:107-1121978。[公共医学:271276][全文:https://doi.org/10.1016/0030-4220(78)90232-3]

  2. Gowans,L.J.J.、Cameron-Christie,S.、Slayton,R.L.、Busch,T.、Romero-Bustillos,M.、Eliason,S.,Sweat,M.,Sobreira,N.、Yu,W.、Kantaputra,P.N.、Wohler,E.、Adeyemo,W.L.和其他16人。KIF4A中的错义致病性变体影响牙齿形态发生,导致X连锁牛磺牙本质症、小牙本质症和密集型迷走神经症。前面。遗传学。10: 800, 2019.[公共医学:31616463][全文:https://doi.org/10.3389/fgene.2019.00800]

  3. Ha,M.J.、Yoon,J.、Moon,E.、Lee,Y.M.、Kim,H.J.和Kim,W。通过原位杂交将驱动蛋白家族成员4基因(KIF4A和KIF4B)分配给人类染色体带Xq13.1和5q33.1。细胞遗传学。细胞遗传学。88: 41-42, 2000.[公共医学:10773663][全文:https://doi.org/10.1159/000015482]

  4. Kalantari,S.、Carlston,C.、Alsaleh,N.、Abdel-Salam,G.M.H.、Alkuraya,F.、Kato,M.、Matsumoto,N.,Miyatake,S.,Yamamoto,T.、Fares-Taie,L.、Rozet,J.M.、Chassaing,N.和其他13人。扩大KIF4A相关表型。美国医学遗传学杂志。185A:3728-37392021年。[公共医学:34346154][全文:https://doi.org/10.1002/ajmg.a.62443]

  5. Kim,W.、Tang,Y.、Okada,Y.,Torrey,T.A.、Chattopadhyay,S.K.、Pfleiderer,M.、Falkner,F.G.、Dorner,F.、Choi,W.,Hirokawa,N.、Morse,H.C.、III。小鼠白血病病毒Gag多蛋白与一种基于微管的运动蛋白KIF4的结合。J.维罗尔。72: 6898-6901, 1998.[公共医学:9658142][全文:https://doi.org/10.1128/JVI.72.8.6898-69011998]

  6. Kurasawa,Y.、Earnshaw,W.C.、Mochizuki,Y.,Dohmae,N.、Todokoro,K。KIF4及其结合伙伴PRC1在有组织中央纺锤体中区形成中的重要作用。EMBO J.23:3237-32482004年。[公共医学:15297875][全文:https://doi.org/10.1038/sj.emboj.7600347]

  7. Lawrence,C.J.、Dawe,R.K.、Christie,K.R.、Cleveland,D.W.、Dawson,S.C.、Endow,S.A.、Goldstein,L.S.B.、Goodson,H.V.、Hirokawa,N.、Howard,J.、Malmberg,R.L.、McIntosh,J.R.和其他10人。标准化驱动蛋白命名法。《细胞生物学杂志》。167: 19-22, 2004.[PubMed:15479732][全文:https://doi.org/10.1083/jcb.200408113]

  8. Lee,Y.M.,Lee,S.,Lee,E.,Shin,H.,Hahn,H.、Choi,W.,Kim,W。人类驱动蛋白超家族成员4主要定位于核基质中,在有丝分裂期间与染色体相关。生物化学。J.360:549-5562001年。[公共医学:11736643][全文:https://doi.org/10.1042/0264-6021:3600549]

  9. Meier,N.、Bruder,E.、Lapaire,O.、Hoesli,I.、Kang,A.、Hench,J.、Hoeller,S.、De Geyter,J.,Miny,P.、Heinimann,K.、Chaoui,R.、Tercanli,S.和Filges,I。胎儿异常综合征的外显子组测序:新的表型基因型发现。欧洲。J.Hum.遗传学。27: 730-737, 2019.[公共医学:30679815][全文:https://doi.org/10.1038/s41431-018-0324-y]

  10. Midorikawa R.、Takei Y.、Hirokawa N。KIF4运动通过抑制PARP-1酶活性调节活性依赖性神经元存活。电话:125:371-383006。[公共医学:16630823][全文:https://doi.org/10.1016/j.cell.2006.02.039]

  11. Nguyen,P.A.、Groen,A.C.、Loose,M.、Ishihara,K.、Wuhr,M.、Field,C.M.、Mitchison,T.J。在无细胞系统中重建的胞质分裂信号的空间组织。《科学》346:244-2472014。[公共医学:25301629][全文:https://doi.org/10.1126/science.1256773]

  12. Oh,S.,Hahn,H.,Torrey,T.A.,Shin,H.、Choi,W.、Lee,Y.M.、Morse,H.C.、III、Kim,W。小鼠KIF4的人类同源物的鉴定,KIF4是一种驱动蛋白超家族运动蛋白。生物化学。生物物理学。学报1493:219-2242000。[公共医学:10978527][全文:https://doi.org/10.1016/s0167-4781(00)00151-2]

  13. Willemsen,M.H.,Ba,W.,Wissink-Lindhout,W.M.,de Brouwer,A.P.M.,Haas,S.A.,Bienek,M.,Hu,H.,Vissers,L.E.L.M.,van Bokhoven,H.;Kalscheuer,V.,Kasri,N.N.,Klefstra,T。驱动蛋白家族成员KIF4A和KIF5C在智力残疾和突触功能中的参与。医学遗传学杂志。51: 487-494, 2014.[公共医学:24812067][全文:https://doi.org/10.1136/jmedgenet-2013-102182]

  14. 朱,C.,蒋,W。Kif4对纺锤体上PRC1的细胞周期依赖性易位对中区形成和胞质分裂至关重要。程序。美国国家科学院。科学。102: 343-348, 2005.[公共医学:15625105][全文:https://doi.org/10.1073/pnas.0408438102]


贡献者:
Marla J.F.O'Neill-更新时间:2023年9月18日
Hilary J.Vernon-更新时间:2023年11月8日
Ada Hamosh-更新时间:2014年11月10日
Cassandra L.Kniffin-更新时间:2014年7月25日
Matthew B.Gross-更新时间:2012年6月21日
Matthew B.Gross-更新时间:2010年3月8日

创建日期:
Patricia A.Hartz:2005年1月31日

编辑历史记录:
阿洛佩兹:2023年9月18日
卡罗尔:2023年12月8日
卡罗尔:2023年11月8日
阿洛佩兹:2021年8月20日
阿洛佩兹:2014年10月11日
阿洛佩兹:2014年7月28日
迈克尔顿:2014年7月28日
ckniffin:2014年7月25日
2012年6月21日
wwang:2010年3月11日
mgross:2010年3月8日
mgross:2005年2月1日
mgross:2005年1月31日