Yasunaga等人(1999年)在一种非综合征性耳聋(DFNB9;601071)的染色体2p23.1的关键区域使用候选基因方法,确定了一种新的人类基因,他们称之为OTOF。将该区域的EST提交给多轮5引物RACE-PCR,并将推导出的氨基酸与从2个消减小鼠耳蜗cDNA文库中分离的克隆进行比较。人类OTOF基因编码一个4954-bp的转录本,带有一个3690-bp的开放阅读框,以及一个1038bp的3素数非翻译区,在位置4934处有多聚腺苷酸化信号。推导出的1230氨基酸蛋白质的计算分子量为140.5 kD。它有3个C2结构域和一个羧基末端跨膜结构域。该蛋白与秀丽线虫精子发生因子FER-1和人类dysferrin(603009)同源,因此作者将其命名为“otoferrin”同源性表明耳铁蛋白参与囊泡膜融合。通过RT-PCR鉴定Otof在小鼠耳蜗、前庭和大脑中的表达。原位杂交显示,在胚胎第19.5天、P0和P2天,Otof标记在内毛细胞中,在外毛细胞和螺旋神经节细胞中微弱。在同一天,胞囊、球囊和半规管的神经上皮表达Otof。表达Otof的是I型细胞,而不是II型细胞或支持细胞。
通过Northern blot分析,Yasunaga等人(2000年)在人脑中检测到7-kb的otoferrin mRNA。他们分离出了一个相应的cDNA,该cDNA预计编码一种1977长的具有6个C2结构域的耳铁蛋白。检测到其他选择性剪接转录物,预测人类和小鼠中有几个长亚型(6个C2域),只有人类中有几个短亚型(3个C2域。
Choi等人(2009年)证明了在人类耳蜗中表达的OTOF的另一种剪接亚型的存在,并观察到人类的耳蜗转录物仅使用外显子48编码该亚型的C末端60个氨基酸,该亚型缺少外显子47。作者得出结论,人类听力必须需要这种亚型,因为它编码一个受某些DFNB9突变影响的独特替代C末端。
Yasunaga等人(1999年)发现OTOF基因延伸超过21 kb,包含至少28个编码外显子、一个5素性UTR外显子和一个3素性UTR-外显子。
Yasunaga等人(2000年)发现OTOF基因包含48个编码外显子,跨度约为90kb。
通过分析包含8个YAC、12个BAC和4个PAC的重叠群,Yasunaga和Petit(2000)完善了OTOF及其周围基因在2p23-p22上的定位。作者将OTOF的5素区域定位为着丝粒。
Roux等人(2006年)表明,小鼠毛细胞中耳铁蛋白的表达与传入突触发生相关,他们发现耳铁蛋白定位于带状突触小泡。Otoferlin与Ca(2+)结合,并显示出与SNARE蛋白syntaxin-1(STX1A;186590)和SNAP25(600322)的Ca(2+)依赖性相互作用。
Otoferlin被认为是毛细胞胞吐中的钙传感器,可以补偿经典的突触融合蛋白synaptotagmin-1(SYT1;185605)和synaptocagmin-2(SYT2;600104)。Heidrych等人(2009年)在酵母2-杂交试验中证明,肌球蛋白VI(MYO6;600970)是一种新的耳铁蛋白结合伙伴。共免疫沉淀分析和共表达表明,这两种蛋白在内毛细胞的基底外侧部分(IHC)中存在相互作用。Otof-突变和Myo6-突变小鼠的比较表明,肌球蛋白VI和otoferlin在突触成熟中具有非互补和互补作用。来自Otof-突变小鼠的IHC表现出Ctbp2(602619)和CaV1.3(CACNA1D;114206)的脱钩,胞吐严重减少。Myo6-突变型IHCs未能将BK通道转运至顶端细胞区域的膜,胞外Ca(2+)效率尚未成熟,Otof-和Myo6-突变体IHCs表现出基底外侧突触表面积减少和活性区地形改变。Otof-mutant内毛细胞的膜内折表明内吞膜的运输受到干扰,并将上述形态学变化与耳铁蛋白和肌球蛋白VI在细胞内小室向基底外侧内毛细胞膜运输中的互补作用联系起来。
Yasunaga等人(1999年)在4个无关黎巴嫩家庭的所有受影响成员中发现OTOF基因中存在无义突变(tyr703至ter;603681.0001)。
Yasunaga等人(2000年)研究了一个起源于印度的近亲家庭,其中3名同胞患有严重到严重的听力损失。通过对DFNB9染色体区域多态性标记的分离分析,他们得出结论,OTOF突变可能是该家族耳聋的基础。通过对该家族成员的48个OTOF编码外显子进行测序,他们在内含子8(603681.0002)中发现了一个剪接突变。这些研究表明,内耳功能需要长耳铁蛋白亚型。
Adato等人(2000年)研究了加利利北部同一村庄的4个Druze家庭中听力障碍的分子基础。德鲁兹人是一个狭小、与世隔绝的群体,实行内婚制婚姻。因此,预计一个单一的突变会导致所有这些家庭的听力损伤。然而,结果表明,至少涉及4个不同的基因。一个是OTOF基因的新突变(603681.0003),第二个是SLC26A4基因的突变(thr193到ile;605646.0019),第三个是GJB2基因的35delG突变(121011.0005)。在第四个家族中,所有已知的听力损伤位点(隐性和显性)以及覆盖11号染色体至22号染色体的标记均排除了连锁,因此表明在第1号染色体至第10号染色体上存在另一个非综合征隐性听力损失位点。
Migliosi等人(2002年)在1个古巴家庭、2个西班牙家庭和8名非综合征性感音神经性耳聋的西班牙散发患者中,在OTOF基因第22外显子中发现了一个gln829-to-ter突变(Q829X;603681.004)。Migliosi等人(2002年)确定,Q829X突变导致西班牙人群4.4%的隐性家族性或散发性耳聋病例,并为创始人效应提供了证据。
Rodriguez-Ballesteros等人(2003)将Q829X突变的筛查范围扩大到289个其他不相关的家族,发现了15个新病例,其中9个是纯合子,6个是杂合子。他们都有与常染色体隐性模式兼容的遗传模式。发现了四个先前未描述的突变。共对37名OTOF突变的受试者进行了临床研究。他们的表型均一,有严重的听力损伤,发病很早,如纯音测听和听觉脑干反应所示。MRI和CT均未显示内耳畸形。10名受试者成功植入了耳蜗。他们发现,11名受试者出现了双侧或单侧瞬态诱发耳声发射(TEOAE)。这就引发了人们对使用TEOAE作为新生儿听力损伤首个检测测试的通用筛查程序的质疑,因为这项技术可能会忽略不计的一部分病例。
Almontashiri等人(2018年)筛查了33名沙特失聪先证者的失聪基因突变,并在21名先证者中鉴定了突变。OTOF基因的两个突变之一glu57-to-ter(603681.0014)和arg1792-to-his(60368.10015)在三分之一的患者中存在(7/21)。33个先证者中只有1个存在纯合GJB6(604418)缺失,GJB2(121011)中未检测到序列变异。
Matsunaga等人(2012年)在23名日本早发性听神经病患者中的13名患者(56.5%)中发现OTOF基因R1939Q(603681.0012)突变。7名患者为突变纯合子,4名患者为R1939Q的复合杂合子和OTOF中的截断或剪接位点突变,1名患者为R1939Q的复杂合子,1名为OTOF的非截断突变,1例患者为R11939Q突变的杂合子。单倍型分析表明R1939Q突变具有创始人效应。R1939Q纯合子或R1939Q复合杂合子和截短突变的患者具有一致且严重的表型,而R1939Q复合杂合子和非截短突变的患者具有较轻的表型,29岁时有中度听力损失和倾斜的听力图。研究结果表明,R1939Q变异体可能会导致蛋白质功能严重受损,一般来说,截断突变比非截断突变导致更严重的表型。
在日本一个大型数据库中的64名OTOF相关听力损失患者中,Iwasa等人(2022年)发现,所有27名患者的R1939Q突变均为纯合子,22名患者的R1939Q和一个截断突变的复合杂合子以及1名患者的2个截断突变均显示出严重的听力损失。在除R1939Q外有一个或多个非突变的患者中,几乎有一半患有轻度至中度听力损失。非突变中的基因型-表型相关性尚不清楚,同一突变有时会导致不同的表型。
Roux等人(2006年)发现Otof-/-小鼠完全失聪。尽管带状突触形态发生和Ca(2+)电流正常,Otof-/-听觉内毛细胞的胞吐几乎完全消失。Roux等人(2006年)得出结论,OTOF对突触小泡胞吐的后期步骤至关重要,可能是触发听觉内毛细胞带状突触膜融合的主要Ca(2+)传感器。