条目-*610008-芳基硫酸酯酶G;ARSG公司-OMIM公司
 
*610008

芳基硫酸酯酶G;ARSG公司


备选标题;符号

KIAA1001号机组


HGNC批准的基因符号:ARSG公司

细胞遗传学位置:17季度24.2   基因组坐标(GRCh38):17:68,259,170-68,452,019 (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
17季度24.2 Usher综合征,IV型 618144 应收账

文本

说明

芳基硫酸酯酶G是一种关键溶酶体酶,通过从非还原端去除末端N-磺基葡萄糖胺-3-O-硫酸盐残基来降解硫酸乙酰肝素(Kowalewski等人,2012年).


克隆和表达

通过对从尺寸分馏的人脑cDNA文库中获得的克隆进行测序,长濑等人(1999)克隆了ARSG,他们将其命名为KIAA1001。该cDNA在其3-基UTR中含有多个重复元素,推导出的525-氨基酸蛋白与芳基硫酸酯酶A前体(ARSA;607574). RT-PCR ELISA检测到脑、卵巢、脾脏、睾丸和脊髓中表达最高,心脏、肺、肝脏、骨骼肌、肾脏、胎肝和胎脑中表达较低,胰腺中几乎没有表达。在所检测的特定成人大脑区域中,小脑、丘脑和丘脑底核表达最高。

通过搜索数据库中与硫酸酯酶类似的序列,费兰特等人(2002年)鉴定ARSG。推导出的525-氨基酸蛋白在其假定催化位点中包含10个残基,在所有硫酸酯酶和4个假定的N-糖基化位点中保守。Northern印迹分析检测到低水平、普遍存在的ARSG表达,在胰腺、肾脏和大脑中最高。小鼠胚胎的原位杂交也显示出低的、普遍存在的表达。转染COS-7细胞的Western blot分析检测到ARSG的表观分子质量为70 kD,而内切糖苷酶处理使其质量降至62 kD,表明所有4个N-糖基化位点都被使用。免疫荧光显微镜检测到ARSG与内质网标记物共定位。

Sardiello等人(2005年)确定包括ARSG在内的所有人类硫酸酯酶具有9个强进化保守性区域,其中大多数包含参与硫酸酯酶水解反应的残基。

使用免疫组织化学分析,Frese等人(2008)发现纤维肉瘤细胞系中人类ARSG的过度表达导致ARSG定位于核周区和与溶酶体标记物共定位的泡状斑点。

通过对17种不同人体组织的PCR分析,Khateb等人(2018年)发现ARSG在包括视网膜在内的大多数组织中表达。


基因结构

费兰特等人(2002年)确定ARSG基因包含11个外显子,全长95.6 kb。


映射

通过基因组序列分析,费兰特等人(2002年)将ARSG基因定位到染色体17q23-q24。Sardiello等人(2005年)表示ARSG基因映射到染色体17q24.2。


生物化学特征

Kowalewski等人(2014)表征了小鼠肝脏Arsg的加工过程,该Arsg是一种524氨基酸前体蛋白,与预测的16氨基酸信号肽合成。他们的工作表明,在内质网(ER)中,信号肽被共翻译切割,cys84被修饰为甲酰甘氨酸,4个天冬酰胺残基被N-聚糖修饰,从而产生一种表观分子量为63kD的蛋白质。在高尔基体中,N-聚糖至少被部分修饰,asn497被6-磷酸甘露糖修饰。在进入晚期内体/溶酶体的过程中,蛋白质水解过程产生44和18 kD的片段;然后用组织蛋白酶B(CTSB;116810)和L(CTSL;116880)成34和10-kD链。18-和10-kD链由二硫键连接。Arsg的63-kD ER形式和34-kD溶酶体形式在体外对合成底物具有催化活性。


基因功能

通过数据库分析,Frese等人(2008)确定人类ARSG克隆KIAA1001包含pro501密码子,而野生型小鼠和人类ARSG-包含ala501。他们发现纯化的野生型ARSG在酸性pH条件下对合成底物表现出较高的芳基硫酸酯酶活性,并且A501P取代显著降低了其芳基硫酸酶活性。野生型ARSG的特性表明pH值最佳为5.4至5.6,热稳定性较好。ARSG受到磷酸盐的竞争性抑制,而硫酸盐的抑制较弱。突变分析显示,预测翻译后修饰为甲酰基甘氨酸的cys84是ARSG活性所必需的。体外,ARSG与固定化甘露糖-6-磷酸受体(M6PR;154540)将溶酶体蛋白质传递到溶酶体。

Kowalewski等人(2012)证明溶酶体ARSG是一种硫酸酯酶,对肝素硫酸盐链非还原端(NREs)的3-O-硫酸化N-磺基葡萄糖胺(GlcNS3S)残基具有特异性。ARSG对硫酸乙酰肝素的分解代谢至关重要,ARSG基因敲除小鼠的硫酸乙酰肝素储存和粘多糖病病理学证明了这一点(见动物模型)。


分子遗传学

在3个也门血缘犹太家庭中的5名患有非典型形式的Usher综合征(USH4;618144),Khateb等人(2018年)确定ARSG基因错义突变的纯合子(D45Y;610008.0001). 经Sanger测序证实的突变与家族中的疾病分离。围绕该变异体的所有单倍型都是相同的,表明它是创始突变。在101名也门犹太对照中的1人中发现了杂合子状态的突变,对应于0.005的次要等位基因频率,在gnomAD数据库中未发现该突变。

Abad-Morales等人(2020年)在ARSG基因(D44N;610008.0002)一名44岁的西班牙女子身上携带USH4。该突变经全基因组测序鉴定,并经Sanger测序证实。

Peter等人(2021)报告2例葡萄牙USH4患者和ARSG基因突变。个体1(LL64)有纯合突变(610008.0003)个体2(LL197)有复合杂合突变(610008.0004-610008.0005). 通过全基因组测序发现突变,并通过Sanger测序证实。所有3个突变都显示出消除酸性硫酸酯酶活性并导致蛋白质错误定位到内质网。

一个60岁的波斯男子身上有USH4,Fowler等人(2021年)在ARSG基因(R424C;610008.0006).

在3名无血缘关系的USH4患者中,Velde等人(2022年)确定ARSG基因中的复合杂合突变,包括5个新突变(610008.0007-610008.0011)和1个先前报道的突变(610008.0003). 与野生型相比,HT1080细胞中ARSG与每个突变体的表达导致硫酸酯酶活性降低。


动物模型

Abitbol等人(2010年)发现美国斯塔福德犬(AST)成年期发作的小脑共济失调是一种神经元类蜡样脂褐质沉积症(CLN)。,256730). 来自法国和美国的138例受影响的AST患者的表型以运动障碍为特征,表现为静态和动态共济失调,在转弯、上坡或下坡或上楼梯时会失去平衡和绊倒。大多数(70%)的狗在3-5岁之间首次表现出运动性共济失调。58只狗的脑部MRI显示出明显的小脑萎缩,尸检结果证实了这一点。组织学发现显示Purkinje细胞明显缺失,剩余的神经元细胞含有PAS-、Luxol固蓝-和Sudan黑阳性细胞质物质,提示脂褐素积聚。超微结构研究显示,异常溶酶体在弯曲、笔直或同心剖面上充满电子致密内含物。这些狗都没有视觉缺陷。连锁分析将该疾病定位于犬9号染色体,该染色体与人类17号染色体同步,在所有受影响动物的Arsg基因中都发现了纯合296G-a转换(arg99到his,R99H)。在50%的健康狗中发现了杂合突变,与携带者状态一致。HEK293T细胞中突变的表达表明,与对照组相比,突变蛋白的活性仅为18.1%,与野生型相比,受影响狗的白细胞显示出Arsg活性显著降低。Abitbol等人(2010年)提示人类ARSG基因可能是成人期CLN的候选基因,也被称为库夫斯病(参见CLN4A,204300).

Kowalewski等人(2012)发现Arsg-/-小鼠发育正常,外观无明显变化,可生育。然而,在12个月大后,Arsg-/-小鼠在探索行为和学习任务中的年龄依赖性认知障碍方面表现出渐进性缺陷。突变小鼠在内脏器官和中枢神经系统的溶酶体中积累硫酸乙酰肝素,导致神经细胞死亡。累积的硫酸乙酰肝素的非还原端显示出N-磺基葡糖胺-3-O-硫酸盐残基。野生型人类ARSG从ARSG-/-肝脏纯化的硫酸乙酰肝素中释放出3-O-硫酸盐基团。Kowalewski等人(2012)结论是ARSG在硫酸乙酰肝素溶酶体分解代谢中起关键作用。

Kowalewski等人(2015)Arsg在小鼠中枢神经系统的详细表达和Arsg-/-小鼠的病理发展。尽管Arsg在大脑的所有区域都有表达,但病理变化和溶酶体储存几乎只限于小脑和血管周围巨噬细胞。少突胶质细胞表达大量的Arsg,但Arsg-/-小鼠在少突胶质中既没有出现储存病理,也没有出现大量脱髓鞘。Kowalewski等人(2015)此外,还发现血管周围巨噬细胞中的游离胆固醇显著积聚,神经节苷脂GM2和GM3分别在浦肯野细胞树突和吞噬细胞巨噬细胞中积聚。浦肯野细胞表现出自噬衔接子和泛素化蛋白的胞浆聚集,是唯一明显受细胞死亡影响的细胞类型。

Kruszewski等人(2016)发现Arsg-/-小鼠在1至6个月大时出现感光细胞进行性退化,导致24个月大的小鼠中50%以上的感光细胞丢失。光感受器丢失伴随着反应性星形胶质细胞增生、反应性微胶质细胞增生(在视网膜外部而非内部明显)以及一些溶酶体蛋白的表达升高。电子显微镜分析显示,没有证据表明突变视网膜中存在储存空泡。野生型视网膜的电镜分析仅在视网膜色素上皮中检测到Arsg,在Arsg-/-小鼠中表现正常。Kruszewski等人(2016)结论是ARSG缺乏可导致进行性光感受器变性和溶酶体蛋白的失调。


ALLELIC变体( 11精选示例):

.0001 USHER综合征,IV型

ARSG、ASP45TYR
  
RCV000710003。。。

非典型型Usher综合征(USH4;618144),Khateb等人(2018年)ARSG基因第2外显子中c.133G-T颠倒的纯合子(c.133G-T,NM_014960.4),导致asp45-tyr(D45Y)在一个高度保守的残基处发生替换,该残基构成蛋白质催化囊的一部分。桑格测序证实了该突变与家族中的疾病分离。围绕该变异体的所有单倍型都是相同的,表明它是创始突变。在101名也门犹太对照中的1人中发现了杂合子状态的突变,对应于0.005的次要等位基因频率,在gnomAD数据库中未发现该突变。D45Y突变体在人类HT1080细胞中的表达分析未检测到显著的硫酸酯酶活性。ARSG前体蛋白也没有加工成其成熟的3条链,这表明D45Y突变体不正确地运输到溶酶体。然而,没有观察到D45Y前体蛋白的稳定性急剧下降。


.0002 USHER综合征,IV型

一名44岁的西班牙Usher综合征IV型患者(USH4;618144),Abad-Morales等人(2020年)在ARSG基因中鉴定出纯合c.130G-a转换(c.130G-a,NM_014960.4),在高度保守的残基上导致asp44-to-asn(D44N)替换。该突变经全基因组测序鉴定,并经Sanger测序证实。ExAC数据库中存在该突变,次要等位基因频率为0.00002,在261名对照个体的内部队列中未发现该突变。未进行功能研究。


.0003 USHER综合征,IV型

ARSG,1-BP DEL,NT1326
   RCV001281078。。。

一名74岁葡萄牙女性(个体1,LL64),患有Usher综合征IV型(USH4;618144),Peter等人(2021)在ARSG基因的最后一个外显子中发现了一个纯合子1-bp缺失(c.1326del,NM_014960.4),预计会导致移码和提前终止(Ser443AlafsTer12)。通过全基因组测序发现突变,并通过Sanger测序证实。患者未受影响的同胞没有携带突变,而未受影响女儿是突变的杂合子。该突变出现在gnomAD数据库中,频率为0.0000778,在14749名葡萄牙个体中不存在。带有c.1326del突变的ARSG在HeLa细胞中的表达水平与野生型相似,但分子量较低,与截短蛋白一致。免疫荧光研究表明,突变蛋白没有正确定位于溶酶体,染色模式与定位于内质网相一致。此外,突变蛋白不具有酸性硫酸酯酶活性。

对于USH4患者(受试者F),Velde等人(2022年)已确定ARSG基因中的复合杂合突变:c.1326del,以及导致arg342-trp(R342W;610008.0007)替代。这些突变是通过全基因组测序鉴定的。未进行分离分析。在gnomAD数据库中,c.1326del突变的次要等位基因频率(%)为0.007781,R342W突变的次要等位基因频率为0.000796。与野生型ARSG相比,转染有R342R突变的ARSG的HT1080细胞中的硫酸酯酶活性降低。


.0004 USHER综合征,IV型

ARSG,SER85PRO公司
   RCV001234820。。。

一名60岁葡萄牙女性(个体2,LL197),患有Usher综合征IV型(USH4;618144),Peter等人(2021)ARSG基因中已确定的复合杂合突变:c.253T-c转换(c.253T-c,NM_014960.4),导致保守残基处的ser85-to-ro(S85P)替换,以及c.338G-a转换,导致保守残留处的gly113-to-asp(G113D)替换。通过全基因组测序鉴定突变并通过Sanger测序确认。S85P突变出现在gnomAD数据库中,频率为0.0000106,在14749名葡萄牙个体中不存在;在gnomAD数据库中,G113D突变的总频率为0.00000398,在14749名葡萄牙个体中的频率为0.000339。带有S85P或G113D突变的ARSG在HeLa细胞中的表达水平与野生型ARSG相似。免疫荧光研究表明,突变蛋白没有正确定位于溶酶体,染色模式与定位于内质网相一致。此外,突变蛋白不具有酸性硫酸酯酶活性。


.0005 USHER综合征,IV型

ARSG、GLY113ASP
   RCV001281350。。。

为了讨论ARSG基因中的c.338G-A转换(c.338G-A,NM_014960.4),导致gly113-to-asp(G113D)替代,该替代在Usher综合征IV型患者(USH4;618144)由Peter等人(2021),请参阅610008.0004.


.0006 USHER综合征,IV型

ARSG、ARG424CYS
   RCV001375496型

一名60岁波斯男子患有Usher综合征IV型(USH4;618144),Fowler等人(2021年)鉴定出ARSG基因中的纯合c.1270C-T转换,导致arg424-to-cys(R424C)替换。gnomAD数据库中不存在变体。蛋白质模型表明,R424C突变由于失去特定的静电相互作用而导致蛋白质不稳定。


.0007 USHER综合征,IV型

ARSG、ARG342TRP
   RCV002636221。。。

为了讨论ARSG基因中的c.1024C-T转换(c.1024C-T,NM_014960.5),导致arg342-to-trp(R342W)替代,该替代在一名患有Usher综合征IV型(USH4)的患者(受试者F)中以复合杂合状态确定;618144)由Velde等人(2022年),请参阅610008.0003.


.0008引座综合征,IV型

ARSG,约1212+1G-A
   RCV003322646型

一名IV型Usher综合征(USH4;618144),Velde等人(2022年)已确定ARSG基因中的复合杂合突变:c.1212+1G-a转换(c.1212+1 G-a,NM_014960.5),导致剪接缺陷,c.275T-c转换,导致leu92-to-ro(L92P;610008.0009)替代。通过全基因组测序鉴定突变,分离分析确定突变为反式。gnomAD数据库中不存在c.1212+1G-A突变,L92P突变的次要等位基因频率(%)为0.000398。微基因分析表明,c.1212+1G-A突变导致使用替代剪接位点,导致移码和提前终止(Val405IlefsTer41)。与野生型ARSG相比,转染有L92P突变ARSG的HT1080细胞中的硫酸酯酶活性降低。


.0009 USHER综合征,IV型

ARSG,LEU92PRO公司
   RCV003322647型

关于ARSG基因中c.275T-c转换(c.275T-c,NM_014960.5)导致leu92-to-ro(L92P)替代的讨论,该替代在一名患有Usher综合征IV型(USH4)的患者(受试者N)的复合杂合状态中被确定;618144)由Velde等人(2022年),请参阅610008.0008.


.0010引座综合征,IV型

阿尔斯格,蒂尔196ter
   RCV003322648型

一名患有Usher综合征IV型(USH4;618144),Velde等人(2022年)ARSG基因中确定的复合杂合突变:c.588C-a颠倒(c.588C-a,NM_014960.5),导致tyr196-ter(Y196X;610008.0010)替换和缺失跨越外显子7和8(c.705-3940982+2952del;610008.0011),导致移帧和过早终止(Ser235ArgfsTer29)。经全基因组测序鉴定并经Sanger测序证实的突变显示为反式。Y196X突变出现在gnomAD数据库中,等位基因频率(%)为0.000396,而c.705-3940_982+2952del突变不存在于gnomAD中。与野生型相比,HT1080细胞中每个突变的表达导致硫酸酯酶活性降低。


.0011 USHER综合征,IV型

ARSG,EX7_8DEL公司
   RCV003322649型

为了讨论ARSG基因第7和第8外显子的缺失(c.705-3940_982+2952del,NM_014960.5),导致移码和过早终止(Ser235ArgfsTer29),这在一名患有Usher综合征IV型(USH4)的患者(受试者D)中被鉴定为复合杂合状态;618144)由Velde等人(2022年),请参阅610008.0010.


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细胞遗传学位置:17q24.2   基因组坐标(GRCh38):17:68259170-68452019 (来自NCBI)


基因表型关系

位置 表型 表型
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继承 表型
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17季度24.2 Usher综合征,IV型 618144 常染色体隐性遗传

文本

说明

芳基硫酸酯酶G是一种关键溶酶体酶,通过从非还原端去除末端N-磺基葡萄糖胺-3-O-硫酸盐残基来降解硫酸乙酰肝素(Kowalewski等人,2012)。


克隆和表达

通过对从尺寸分馏的人脑cDNA文库中获得的克隆进行测序,Nagase等人(1999年)克隆了ARSG,并将其命名为KIAA1001。该cDNA在其3-基UTR中含有几个重复元素,推导出的525-氨基酸蛋白与芳基硫酸酯酶A前体(ARSA;607574)具有39.7%的氨基酸同源性。RT-PCR ELISA检测到脑、卵巢、脾脏、睾丸和脊髓中表达最高,心脏、肺、肝脏、骨骼肌、肾脏、胎肝和胎脑中表达较低,胰腺中几乎没有表达。在所检测的特定成人大脑区域中,小脑、丘脑和丘脑底核表达最高。

通过搜索数据库中与硫酸酯酶类似的序列,Ferrante等人(2002年)确定了ARSG。推导出的525-氨基酸蛋白在其假定催化位点中包含10个残基,在所有硫酸酯酶和4个假定N-糖基化位点中保守。Northern blot分析检测到ARSG表达普遍较低,在胰腺、肾脏和大脑中表达最高。小鼠胚胎的原位杂交也显示出普遍存在的低表达。转染COS-7细胞的Western blot分析检测到ARSG的表观分子质量为70 kD,而内切糖苷酶处理使其质量降至62 kD,表明所有4个N-糖基化位点都被使用。免疫荧光显微镜检测到ARSG与内质网标记物共定位。

Sardiello等人(2005年)确定,包括ARSG在内的所有人类硫酸酯酶都有9个高度进化保守的区域,其中大多数包含参与硫酸酯酶水解反应的残基。

Frese等人(2008年)通过免疫组织化学分析发现,纤维肉瘤细胞系中人类ARSG的过度表达导致ARSG定位于核周区域和与溶酶体标记物共定位的囊泡点。

通过对17种不同人体组织的PCR分析,Khateb等人(2018年)发现ARSG在包括视网膜在内的大多数组织中表达。


基因结构

Ferrante等人(2002年)确定ARSG基因包含11个外显子,跨度为95.6 kb。


映射

通过基因组序列分析,Ferrante等人(2002年)将ARSG基因映射到染色体17q23-q24。Sardiello等人(2005年)指出,ARSG基因映射到染色体17q24.2。


生物化学特征

Kowalewski等人(2014)描述了小鼠肝脏Arsg的加工过程,Arsg是一种524氨基酸前体蛋白,带有预测的16氨基酸信号肽。他们的工作表明,在内质网(ER)中,信号肽被共翻译切割,cys84被修饰为甲酰甘氨酸,4个天冬酰胺残基被N-聚糖修饰,从而产生一种表观分子量为63kD的蛋白质。在高尔基体中,N-聚糖至少被部分修饰,asn497被6-磷酸甘露糖修饰。在进入晚期内体/溶酶体的过程中,蛋白水解处理产生44和18kD的片段;44kD片段然后被组织蛋白酶B(CTSB;116810)和L(CTSL;116880)切割成34kD和10kD链。18-和10-kD链由二硫键连接。Arsg的63-kD ER形式和34-kD溶酶体形式在体外对合成底物具有催化活性。


基因功能

通过数据库分析,Frese等人(2008年)确定人类ARSG克隆KIAA1001包含pro501密码子,而野生型小鼠和人类ARSGs包含ala501。他们发现纯化的野生型ARSG在酸性pH条件下对合成底物表现出较高的芳基硫酸酯酶活性,并且A501P取代显著降低了其芳基硫酸酶活性。野生型ARSG的特性表明pH值最佳为5.4至5.6,热稳定性较好。ARSG受到磷酸盐的竞争性抑制,而硫酸盐的抑制较弱。突变分析显示,预测翻译后修饰为甲酰基甘氨酸的cys84是ARSG活性所必需的。在体外,ARSG与固定化甘露糖-6-磷酸受体(M6PR;154540)结合,后者将溶酶体蛋白质传递到溶酶体。

Kowalewski等人(2012年)证明,溶酶体ARSG是硫酸乙酰肝素硫酸盐链非还原端(NREs)3-O-硫酸化N-磺基葡萄糖胺(GlcNS3S)残基的一种硫酸酯酶。ARSG对硫酸乙酰肝素的分解代谢至关重要,ARSG基因敲除小鼠的硫酸乙酰肝素储存和粘多糖病病理学证明了这一点(见动物模型)。


分子遗传学

在患有非典型Usher综合征(USH4;618144)的3个也门犹太血亲家庭的5名受影响成员中,Khateb等人(2018)确定了ARSG基因错义突变的纯合子(D45Y;610008.0001)。经Sanger测序证实的突变与家族中的疾病分离。围绕该变异体的所有单倍型都是相同的,表明它是创始突变。在101名也门犹太对照中的1人中发现了杂合子状态的突变,对应于0.005的次要等位基因频率,在gnomAD数据库中未发现该突变。

Abad-Morales等人(2020年)在一名患有USH4的44岁西班牙女性身上发现ARSG基因(D44N;610008.002)的纯合子突变。该突变经全基因组测序鉴定,并经Sanger测序证实。

Peter等人(2021年)报告了2名患有USH4和ARSG基因突变的葡萄牙患者。个体1(LL64)发生纯合子突变(610008.003),个体2(LL197)发生复合杂合突变(610008.0004-610008.0005)。通过全基因组测序发现突变,并通过Sanger测序证实。所有3个突变都显示出消除酸性硫酸酯酶活性并导致蛋白质错误定位到内质网。

Fowler等人(2021年)在一名患有USH4的60岁波斯男子身上发现ARSG基因的纯合突变(R424C;610008.006)。

Velde等人(2022年)在3名非血缘关系USH4患者中发现ARSG基因的复合杂合突变,包括5个新突变(610008.007-610008.0011)和1个先前报道的突变(61008.0003)。与野生型相比,HT1080细胞中ARSG与每个突变体的表达导致硫酸酯酶活性降低。


动物模型

Abitbol等人(2010年)发现,美国斯塔福德梗犬(AST)成年期发作的小脑共济失调是一种神经元类蜡样脂褐质沉积症(CLN,见例如256730)。来自法国和美国的138例受影响的AST患者的表型以运动障碍为特征,表现为静态和动态共济失调,在转弯、上坡或下坡或上楼梯时会失去平衡和绊倒。大多数(70%)的狗在3-5岁之间首次表现出运动性共济失调。58只狗的脑部MRI显示出明显的小脑萎缩,尸检结果证实了这一点。组织学发现显示Purkinje细胞明显缺失,剩余的神经元细胞含有PAS-、Luxol固蓝-和Sudan黑阳性细胞质物质,提示脂褐素积聚。超微结构研究显示,异常溶酶体在弯曲、笔直或同心剖面上充满电子致密内含物。这些狗都没有视觉缺陷。连锁分析将该疾病定位于犬9号染色体,该染色体与人类17号染色体同步,在所有受影响动物的Arsg基因中都发现了纯合296G-a转换(arg99到his,R99H)。在50%的健康狗中发现了杂合突变,与携带者状态一致。HEK293T细胞中突变的表达表明,与对照组相比,突变蛋白的活性仅为18.1%,与野生型相比,受影响狗的白细胞显示出Arsg活性显著降低。Abitbol等人(2010年)提出,人类ARSG基因可能是人类成年发病CLN的候选基因,也称为Kufs病(参见例如CLN4A,204300)。

Kowalewski等人(2012年)发现,Arsg-/-小鼠发育正常,外观没有明显变化,并且可以生育。然而,在12个月大后,Arsg-/-小鼠在探索行为和学习任务中的年龄依赖性认知障碍方面表现出渐进性缺陷。突变小鼠在内脏器官和中枢神经系统的溶酶体中积累硫酸乙酰肝素,导致神经元细胞死亡。累积的硫酸乙酰肝素的非还原端显示出N-磺基葡糖胺-3-O-硫酸根残基。野生型人类ARSG从ARSG-/-肝脏纯化的硫酸乙酰肝素中释放出3-O-硫酸盐基团。Kowalewski等人(2012年)得出结论,ARSG在硫酸乙酰肝素溶酶体分解代谢中至关重要。

Kowalewski等人(2015)详细介绍了Arsg在小鼠中枢神经系统中的表达以及Arsg-/-小鼠的病理发展。尽管Arsg在大脑的所有区域都有表达,但病理变化和溶酶体储存几乎只限于小脑和血管周围巨噬细胞。少突胶质细胞表达大量的Arsg,但Arsg-/-小鼠在少突胶质中既没有出现储存病理,也没有出现大量脱髓鞘。Kowalewski等人(2015年)还发现,血管周围巨噬细胞中的游离胆固醇显著积聚,Purkinje细胞树突和吞噬细胞巨噬细胞中神经节苷脂GM2和GM3分别积聚。浦肯野细胞表现出自噬衔接子和泛素化蛋白的胞浆聚集,是唯一明显受细胞死亡影响的细胞类型。

Kruszewski等人(2016年)发现,Arsg-/-小鼠在1到6个月大的时候,感光细胞开始进行性退化,导致24个月大小鼠50%以上的感光细胞丢失。光感受器丢失伴随着反应性星形胶质细胞增生、反应性微胶质细胞增生(在视网膜外部而非内部明显)以及一些溶酶体蛋白的表达升高。电子显微镜分析显示,没有证据表明突变视网膜中存在储存空泡。野生型视网膜的电镜分析仅在视网膜色素上皮中检测到Arsg,在Arsg-/-小鼠中表现正常。Kruszewski等人(2016年)得出结论,ARSG缺乏可导致进行性光感受器退化和溶酶体蛋白失调。


ALLELIC变体 11个精选示例):

.0001 USHER综合征,IV型

ARSG、ASP45TYR
单号:rs1568445893,临床变量:RCV000710003、RCV001002872

在患有非典型Usher综合征(USH4;618144)的3个也门犹太血亲家族(MOL0120,MOL0737,TB55)的5名受影响成员中,Khateb等人(2018)发现ARSG基因第2外显子中c.133G-T颠换的纯合子(c.133G-T,NM_014960.4),导致asp45-tyr(D45Y)在形成蛋白质催化囊的一部分的高度保守的残基上进行替换。经Sanger测序证实的突变与家族中的疾病分离。围绕该变异体的所有单倍型都是相同的,表明它是创始突变。在101名也门犹太对照中的1人中发现了杂合子状态的突变,对应于0.005的次要等位基因频率,在gnomAD数据库中未发现该突变。D45Y突变体在人类HT1080细胞中的表达分析未检测到显著的硫酸酯酶活性。ARSG前体蛋白也没有加工成其成熟的3条链,这表明D45Y突变体不正确地运输到溶酶体。然而,没有观察到D45Y前体蛋白的稳定性急剧下降。


.0002 USHER综合征,IV型

ARSG、ASP44ASN({dbSNP rs199566950})
SNP:rs199566950,gnomAD:rs199566950,临床变量:RCV001299296,RCV001375495

在一名44岁的西班牙Usher综合征IV型患者(USH4;618144)中,Abad-Morales等人(2020年)在ARSG基因中发现了纯合c.130G-a转换(c.130G-a,NM_014960.4),导致asp44-to-asn(D44N)在高度保守的残基上发生替换。该突变经全基因组测序鉴定,并经Sanger测序证实。ExAC数据库中存在该突变,次要等位基因频率为0.00002,在261名对照个体的内部队列中未发现该突变。未进行功能研究。


.0003 USHER综合征,IV型

ARSG,1-BP DEL,NT1326
SNP:rs751461705,gnomAD:rs751461705,临床变量:RCV001281078,RCV001871630

在一名74岁患有Usher综合征IV型(USH4;618144)的葡萄牙女性(个体1,LL64)中,Peter等人(2021年)在ARSG基因的最后一个外显子中发现了一个纯合子1-bp缺失(c.1326del,NM_014960.4),预计会导致移码和提前终止(Ser443AlafsTer12)。通过全基因组测序发现突变,并通过Sanger测序证实。患者未受影响的同胞没有携带突变,而未受影响女儿是突变的杂合子。该突变出现在gnomAD数据库中,频率为0.0000778,在14749名葡萄牙个体中不存在。带有c.1326del突变的ARSG在HeLa细胞中的表达水平与野生型相似,但分子量较低,与截短蛋白一致。免疫荧光研究表明,突变蛋白没有正确定位于溶酶体,染色模式与定位于内质网一致。此外,突变蛋白不具有酸性硫酸酯酶活性。

在一名患有USH4的患者(受试者F)中,Velde等人(2022年)确定了ARSG基因中的复合杂合突变:c.1326del,以及导致arg342-to-trp(R342W;610008.007)替代的c.1024C-T转换。通过全基因组测序鉴定突变。未进行分离分析。在gnomAD数据库中,c.1326del突变的次要等位基因频率(%)为0.007781,R342W突变的次要等位基因频率为0.000796。与野生型ARSG相比,转染有R342R突变的ARSG的HT1080细胞中的硫酸酯酶活性降低。


.0004 USHER综合征,IV型

SER85PRO ARSG公司
SNP:rs141748845,gnomAD:rs141748845,临床变量:RCV001234820、RCV001281351

在一名患有Usher综合征IV型(USH4;618144)的60岁葡萄牙女性(个体2,LL197)中,Peter等人(2021年)确定了ARSG基因中的复合杂合突变:c.253T-c转换(c.253T-c,NM_014960.4),导致保守残基处的ser85-to-ro(S85P)替换和c.338G-a转换,在保守残基处导致gly113-to-asp(G113D)取代。通过全基因组测序鉴定突变并通过Sanger测序确认。S85P突变出现在gnomAD数据库中,频率为0.0000106,在14749名葡萄牙个体中不存在;在gnomAD数据库中,G113D突变的总频率为0.00000398,在14749名葡萄牙个体中的频率为0.000339。带有S85P或G113D突变的ARSG在HeLa细胞中的表达水平与野生型ARSG相似。免疫荧光研究表明,突变蛋白没有正确定位于溶酶体,染色模式与定位于内质网相一致。此外,突变蛋白不具有酸性硫酸酯酶活性。


.0005 USHER综合征,IV型

ARSG、GLY113ASP
SNP:rs1244718647,gnomAD:rs1244718647,临床变量:RCV001281350、RCV003770432

Peter等人(2021年)在Usher综合征IV型(USH4;618144)患者的复合杂合状态中发现,ARSG基因中的c.338G-A转变(c.338G-A,NM_014960.4)导致gly113-to-asp(G113D)替代,关于这一转变的讨论,见610008.004。


.0006 USHER综合征,IV型

ARSG、ARG424CYS
SNP:rs751663413,gnomAD:rs751663413,临床变量:RCV001375496

在一名患有Usher综合征IV型(USH4;618144)的60岁波斯男子中,Fowler等人(2021)在ARSG基因中发现了纯合的c.1270C-T转换,导致arg424到cys(R424C)的取代。gnomAD数据库中不存在该变体。蛋白质模型表明,R424C突变由于失去特定的静电相互作用而导致蛋白质不稳定。


.0007 USHER综合征,IV型

ARSG、ARG342TRP
临床变量:RCV002636221、RCV003322635

关于ARSG基因中c.1024C-T转变(c.1024C-T,NM_014960.5)导致arg342-to-trp(R342W)替代的讨论,Velde等人(2022年)在Usher综合征IV型(USH4;618144)患者(受试者F)的复合杂合状态中进行了鉴定,见610008.003。


.0008 USHER综合征,IV型

ARSG,约1212+1G-A
临床变量:RCV003322646

在一名患有Usher综合征IV型(USH4;618144)的患者(受试者N)中,Velde等人(2022年)确定了ARSG基因中的复合杂合突变:c.1212+1G-a转换(c.1212+1 G-a,NM_014960.5),导致剪接缺陷,c.275T-c转换,导致leu92-to-ro(L92P;610008.009)替代。通过全基因组测序鉴定突变,分离分析确定突变为反式。gnomAD数据库中不存在c.1212+1G-A突变,L92P突变的次要等位基因频率(%)为0.000398。微基因分析表明,c.1212+1G-A突变导致使用替代剪接位点,导致移码和提前终止(Val405IlefsTer41)。与野生型ARSG相比,转染有L92P突变ARSG的HT1080细胞中的硫酸酯酶活性降低。


.0009 USHER综合征,IV型

ARSG,LEU92PRO公司
临床变量:RCV003322647

关于ARSG基因中c.275T-c转换(c.275T-c,NM_014960.5)导致leu92-to-ro(L92P)替代的讨论,Velde等人(2022年)在一名四型Usher综合征(USH4;618144)患者(受试者N)的复合杂合状态中进行了鉴定,见610008.008。


.0010 USHER综合征,IV型

ARSG,TYR196TER公司
临床变量:RCV003322648

在一名患有Usher综合征IV型(USH4;618144)的患者(受试者D)中,Velde等人(2022年)确定了ARSG基因中的复合杂合突变:c.588C-a颠倒(c.588C-a,NM_014960.5),导致tyr196-ter(Y196X;610008.010)替换,以及跨越外显子7和8的缺失(c.705-3940_982+2952del;610008.0011),导致移码和过早终止(Ser235ArgfsTer29)。经全基因组测序鉴定并经Sanger测序证实的突变显示为反式。Y196X突变出现在gnomAD数据库中,等位基因频率(%)为0.000396,而c.705-3940_982+2952del突变不存在于gnomAD中。与野生型相比,HT1080细胞中每个突变的表达导致硫酸酯酶活性降低。


.0011 USHER综合征,IV型

ARSG,EX7_8DEL公司
临床变量:RCV003322649

关于ARSG基因外显子7和8(c.705-3940_982+2952del,NM_014960.5)缺失导致移码和过早终止(Ser235ArgfsTer29)的讨论,Velde等人(2022年)在一名患有Usher综合征IV型(USH4;618144)的患者(受试者D)中确定为复合杂合状态,参见610008.010。


参考文献

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贡献者:
Hilary J.Vernon-更新时间:2023年8月17日
Hilary J.Vernon-更新日期:2021年4月26日
Ada Hamosh-更新时间:2018年11月10日
Patricia A.Hartz-更新时间:2016年10月28日
Cassandra L.Kniffin-更新时间:2012年11月13日

创建日期:
Patricia A.Hartz:2006年3月27日

编辑历史记录:
卡罗尔:2023年8月17日
卡罗尔:2023年1月21日
阿洛佩兹:2021年8月17日
卡罗尔:2021年3月8日
卡罗尔:2021年4月28日
卡罗尔:2021年4月26日
颂歌:2018年11月10日
阿洛佩兹:2016年10月28日
卡罗尔:2013年8月14日
阿洛佩兹:2012年11月20日
ckniffin:2012年11月13日
mgross:2006年3月27日