DCDC2基因编码一种蛋白质,该蛋白质包含2个双皮质肽结构域,类似于双皮质蛋白基因中的结构域(DCX;300121)(Meng等人,2005)。DCDC2在抑制典型WNT(164820)信号传导中发挥作用(Schueler等人,2015)。DCDC2是一种纤毛蛋白,可结合微管蛋白并增强微管聚合(Girard等人,2016年总结)。
通过用自体溶细胞T细胞筛选表达HLA-B7和肾肿瘤细胞RNA的细胞,然后进行PCR,van den Eynde等人(1999)获得了编码RU2的cDNA,该cDNA与Hirosawa等人(1999年)鉴定的KIAA1154基因相同。基因组序列分析确定,RU2作为“正常”基因转录,产生有义转录物(RU2S),并以相反的方向转录,产生在肿瘤中发现的较短的反义转录物(RU2AS;608211)。合成肽测试确定与HLA-B7结合的肿瘤抗原具有LPRWPPPQL序列。Northern blot分析显示,全长基因表达为2.2kb的转录本。RT-PCR分析检测到全长RU2S转录物普遍表达,但RU2AS转录物的表达仅限于正常肾脏、膀胱、肝脏和睾丸,以及各种组织学来源的肿瘤。推导出的RU2S蛋白含有476个氨基酸,而RU2AS蛋白含有84个残基。Van den Eynde等人(1999年)得出结论,无法从正常细胞蛋白的序列预测癌症免疫治疗的潜在有用抗原。
Schumacher等人(2006年)利用RT-PCR和Northern blot分析证明DCDC2在成人和胎儿中枢神经系统(CNS)中表达。
Meng等人(2005年)使用人脑定量实时RT-PCR显示,DCDC2在内嗅皮层、颞下皮层、内侧颞皮层、下丘脑、杏仁核和海马中的表达最高。
Schueler等人(2015年)发现,DCDC2与乙酰化α-管蛋白(参见TUBA1A,602529)在人类肾小管细胞和肝内胆管细胞的初级纤毛的轴丝共定位,并与小鼠脑内的多毛室管膜细胞和软脑膜细胞共定位。然而,DCDC2并没有定位在基体上。
Grati等人(2015年)在出生后的大鼠和小鼠内耳中发现,Dcdc2定位于内、外和前庭毛细胞的动毛细胞以及所有支持细胞类型的初级纤毛。它沿着整个长度分布,向尖端的浓度不断增加。Dcdc2与细胞微管网络相关。
Girard等人(2016)发现DCDC2在肝胆管胆管细胞的细胞质和纤毛中表达。Grammatikopoulos等人(2016年)发现DCDC2基因在较小肝内胆管的立方形胆管细胞中表达,在较大和肝外胆管的柱状胆管细胞中仅有微弱的局灶性标记。
DCDC2内含子2短串联重复BV677278
在DCDC2基因的内含子2内,Meng等人(2005年)确定了一个168-bp嘌呤富集区,该区域包含由10个等位基因组成的多态性复合短串联重复序列(STR),其中包含(GAGAGGAAGAAAAA)n和(GGAA)n重复单元的可变拷贝数。数据库分析发现131个假定的转录因子结合位点分布在嘌呤富集区,包括脑相关转录因子PEAS3(ETV4;600711)和NFATP(NFATC2;600490)的结合位点的多个拷贝。
Meng等人(2011年)使用电泳迁移率变化分析表明,DCDC2基因内含子2(他们称之为BV677278)中的保守多态性富含嘌呤的STR结合了人类脑裂解物和淋巴瘤细胞中的核蛋白。BV677278的6个最常见等位基因在P19细胞(可分化为神经元和神经胶质细胞的多能干小鼠细胞)中的表达表明,这些等位基因具有一系列DCDC2特异性增强子活性。研究结果表明,BV677278等位基因可以不同程度地改变DCDC2的表达,这可能与中枢神经系统神经迁移的改变有关。
van den Eynde等人(1999年)利用FISH将DCDC2基因映射到染色体6p22.1。
在细胞研究中,Schueler等人(2015)发现,DCDC2在中期和后期与乙酰化α-管蛋白完全或部分共定位到纺锤体微管;晚期末期/终变期的脱落结构;间期纤毛细胞中的纤毛轴丝。在这些细胞周期阶段,DCDC2被排除在基体(间期)、有丝分裂纺锤体极(中期和后期)和中体(终变期)之外。共免疫沉淀研究表明,DCDC2与DVL1(601365)、DVL2(602151)和DVL3(601368)相互作用。DCDC2还与调节MAPK信号的JIP1(MAPK8IP1;604641)相互作用。敲除DCDC2增加了β-catenin(CTNNB1;116806)诱导的T细胞因子(TCF)依赖性转录激活,DCDC2过度表达降低了TCF依赖性转录。这些发现表明DCDC2通常抑制WNT信号传导,DCDC2的缺失导致WNT信号通路的结构性激活。与对照组相比,肾细胞培养系统中DCDC2的敲除导致纤毛显著减少,但肾细胞形成正常的球形,管腔形成没有严重变化。用Wnt抑制剂处理DCDC2-null细胞可恢复纤毛缺损。
肾病19
Schueler等人(2015年)在2名患有肾病-19(NPHP19;616217)并伴有早发性严重肝纤维化的无关患者中,确定了DCDC2基因中的纯合或复合杂合截断突变(605755.001-605755.00 003)。通过对100个患有类似疾病的家庭进行纯合子定位和全基因组测序,发现了第一名患者的突变。通过对800个患有类似疾病的家庭的DCDC2基因进行测序,发现了随后患者的突变。所有突变都消除了CTNNB1诱导的TCF依赖性转录激活的正常抑制,导致WNT信号增加。细胞研究以及斑马鱼的研究表明,抑制Wnt信号通路可以修复与dcdc2丢失相关的一些缺陷,这表明该通路在NPHP19的发病机制中发挥作用。
在一名来自圣文森特和格林纳丁斯的患有NPHP19的13岁非洲裔加勒比女孩中,Slater等人(2020)在DCDC2基因中发现了一个纯合无义突变(S128X;605755.0009)。DCDC2基因位于2.1-Mb纯合子区域。总的来说,该患者被发现有53 Mb的纯合子,这表明其血统来源于父母之间的共同祖先。未进行功能研究。
常染色体隐性聋66
在患有常染色体隐性聋-66(DFNB66;610212)的突尼斯近亲家族的受影响成员中,Grati等人(2015年)在DCDC2基因中发现了一个纯合子错义突变(Q424P;605755.004)。通过全基因组测序发现的突变与该家族中的疾病分离。突变体DCDC2a在毛细胞和支持细胞中的表达导致纤毛结构缺陷,斑马鱼中该基因的敲除损害了毛细胞的存活和功能。
新生儿硬化性胆管炎
Girard等人(2016年)在来自2个不相关的新生儿硬化性胆管炎近亲家族的4名患者中,发现了DCDC2基因中的2种不同纯合子突变(605755.005和605755.00 06)。这些突变是通过全外显子组测序发现的,并通过桑格测序证实,与家族中的疾病分离。与对照组相比,患者细胞显示肝胆管细胞纤毛轴丝中DCDC2免疫染色缺失,胆管细胞上的纤毛较少,细胞质中突变蛋白异常积聚。
Grammatikopoulos等人(2016年)在来自6个不相关家族的7名NSC患者中,发现了DCDC2基因中的纯合或复合杂合截断突变(例如,参见605755.001;605755.00 02;6057550007;605755 008)。通过全基因组测序发现突变,并通过Sanger测序证实。父母的DNA仅适用于1名患者,但结果证实了突变与家族内疾病的分离。患者肝脏样本显示DCDC2不表达,与功能完全丧失一致,胆管细胞中也没有正常构成的初级纤毛。这些患者是由12个患有该疾病的家庭组成的队列的一部分,他们接受了全外显子组测序;来自另外8个家庭的10名患者的DCDC2基因直接测序未发现任何突变。
挂起确认的关联
有关DCDC2基因变异与阅读障碍之间可能的联系的讨论,请参阅DYX2(600202)。
Meng等人(2005年)证明,将Dcdc2 RNA干扰引入大鼠胚胎脑室区的细胞会导致神经元迁移发生改变。
Schueler等人(2015年)发现,在11个月大时,Dcdc2-null小鼠发生门脉周围肝纤维化,并伴有胆管增生。斑马鱼胚胎中dcdc2基因的敲除导致了典型的纤毛病相关形态学缺陷,包括腹曲体轴、脑积水、肾囊肿、扭结尾巴和偶尔的心包水肿。还观察到了侧向缺陷。用Wnt信号通路抑制剂iCRT14治疗,挽救了一些缺陷,但高浓度对胚胎有毒。
Grati等人(2015年)发现,斑马鱼中dcdc2b的吗啉基因敲除导致毛细胞高度异常,例如身体变形,并且经常导致静纤毛束及其各自的激毛细胞内化,反映了毛细胞退化的早期步骤。囊状毛细胞数量减少,毛细胞对刺激的反应减少。吗啉变体不能游泳或听力。