条目-*613629-PIEZO型机械敏感离子通道组件2;PIEZO2公司-OMIM公司
*613629

压电型机械敏感性离子通道组件2;PIEZO2公司


备选标题;符号

序列相似性38家族,成员B;传真38B


HGNC批准的基因符号:PIEZO2公司

细胞遗传学位置:18p11.22-p11.21   基因组坐标(GRCh38):18:10,670,247-11,149,569 (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
18p11.22-p11.21 ?马登·沃克综合征 248700 AD公司
关节增生病,远端,3型 114300 AD公司
关节增生病,远端,5型 108145 AD公司
远端关节增生症,本体感觉和触觉受损 617146 应收账

文本

说明

Piezos是一种大型跨膜蛋白,在不同物种间保存,均具有24到36个预测的跨膜结构域。”“Piezo”来自希腊语“piesi”,意思是“压力”PIEZO2蛋白在体感神经元快速适应机械激活(MA)电流中发挥作用(总结如下Coste等人,2010年).


克隆和表达

Coste等人(2010年)从背根神经节(DRG)神经元克隆全长小鼠Piezo2。人类PIEZO2由2521个氨基酸组成,包括31个跨膜结构域。成年小鼠组织的定量PCR检测到,Piezo2在肺、膀胱和结肠中的表达最强,而在胃、小肠、皮肤和肾脏中的表达较弱。在背根神经节感觉神经元中检测到丰富的表达,表明其在躯体感觉机械传导中具有潜在作用。


生物化学特征

低温电子显微镜

Wang等人(2019)描述了小鼠Piezo2的冷冻电子显微镜结构,它是一个三叶螺旋桨状三聚体,由114个跨膜螺旋(每个原聚体38个)组成。跨膜螺旋1至36(TM1-TM36)折叠成9个串联单元,每个单元包含4个跨膜螺旋,形成不寻常的非平面叶片。3个叶片共同弯曲成直径为28纳米、深度为10纳米的纳米圆顶,细胞外帽状结构嵌入中心,9纳米长的细胞内束连接到中心孔。TM38和C末端结构域被锚定结构域和TM37包围,并用跨膜和细胞质收缩位点包围中心孔。Piezo2及其同系物Piezo1的结构比较(611184)揭示了跨膜收缩位点可能是一个受帽结构域控制的跨膜门。


映射

Hartz(2010)根据PIEZO2序列的比对(GenBankAK026797号)带有基因组序列(GRCh37)。


基因功能

Coste等人(2010年)观察到,用压电陶瓷和基因编码GFP转染的小鼠Neuro2A和HEK293T细胞显示出较大的MA电流。候选基因的表达谱分析和RNA干扰敲除也鉴定出了Piezo1(611184)是Neuro2A细胞MA电流所必需的。小鼠Piezo1或Piezo2的过度表达诱导了2个动力学上不同的MA电流。敲除背根神经节神经元中的压电蛋白2(Piezo2)可特异性地降低快速适应MA电流。Piezo2表达细胞的MA电流-电压关系在-80和+80 mV之间呈线性,Neuro2A和HEK293T细胞的E(rev)分别为+6.3+/-0.4 mV(n=3个细胞)和+8.7+/-1.5 mV(n=7个细胞)。Coste等人(2010年)发现N-甲基-D-葡聚糖(NMDG)抑制了压电依赖性电流,表明存在非选择性阳离子电导。Coste等人(2010年)提出压电陶瓷是MA阳离子通道的组成部分。

Woo等人(2014)表明默克尔细胞在体外产生触觉电流。PIEZO2是一种机械激活的阳离子通道,在默克尔细胞中表达。作者对皮肤中缺乏Piezo2,但感觉神经元中没有的小鼠进行了实验,结果表明默克尔细胞的机械敏感性完全依赖于Piezo2。在这些小鼠中,默克尔细胞-神经复合体介导的体内缓慢适应反应显示出降低的静态放电率,而且,小鼠对轻柔触摸的行为反应表现出中度降低。Woo等人(2014)得出结论,他们的结果表明PIEZO2是默克尔细胞的机械传导通道,并提供了第一条证据,证明PIEZO通道在哺乳动物的机械反应中具有生理作用。此外,他们的数据为双受体模型提供了证据,在该模型中,默克尔细胞和神经传入共同充当机械感受器。2受体系统可以为这种机械感受器复合体提供调谐机制,以实现对给定机械刺激的高度复杂响应。

Maksimovic等人(2014)独立研究了小鼠默克尔细胞的功能,发现默克尔细胞通过压电陶瓷2(Piezo2)介导的快速触传机械传导电流。在完整皮肤中的视觉发生方法表明,默克尔细胞对于触觉传入中的持续动作电位放电是必要的,也是足够的。来自缺少默克尔细胞的触觉传入纤维的记录表明,默克尔细胞对动态刺激产生高频反应,并使持续放电成为可能。Maksimovic等人(2014)这表明这些数据首次直接证明了表皮细胞和感觉神经元之间的功能性兴奋性联系。他们进一步得出结论,这些发现表明默克尔细胞积极调节机械感觉反应,以促进高时空敏锐度。此外,他们的研究结果表明,Merkel细胞-轴突复合体存在分工:Merkel细胞发出静态刺激的信号,如压力,而感觉传入传递动态刺激,如移动光栅。因此,默克尔细胞神经复合体是一种独特的感觉结构,由两种不同的受体细胞类型组成,专门用于区分触摸的不同元素。

Ranade等人(2014)研究表明,成年感觉神经元和默克尔细胞中均缺乏压电陶瓷的小鼠表现出严重的触觉丧失。作者精确地将Piezo2定位于广泛的低阈值机械感受器的外周末梢,这些机械感受器为多毛和无毛皮肤提供神经。在Piezo2条件敲除小鼠的背根神经节神经元培养物中,没有最快速适应的机械激活电流,体外皮肤神经制备研究表明,低阈值机械感受器的机械敏感性强烈依赖于Piezo2。这种细胞表型与一种前所未有的行为表型相关:在多种行为分析中,光触感觉几乎完全缺失,而不影响其他体感功能。Ranade等人(2014)结论是,在体外显示快速适应、机械激活电流的单个离子通道负责大多数涉及无害触觉的低阈值机械感受器亚型的机械敏感性。作者发现触觉和痛觉是可分离的,这表明其他机械激活的离子通道必须解释有毒(疼痛)机械反应。

Nonomura等人(2017)研究表明,机械激活离子通道压电陶瓷的全局和感觉神经元特异性消融会导致新生小鼠呼吸窘迫和死亡。压电迷走感觉神经元的视基因激活导致成年小鼠呼吸暂停。此外,在正常条件下,诱导消融成年小鼠感觉神经元中的压电陶瓷可降低神经元对肺膨胀的反应,损害Hering-Breuer机械弹性,并增加潮气量。这些表型在结状神经节缺乏Piezo2的小鼠中复制。Nonomura等人(2017)结论是Piezo2是一种气道拉伸传感器,并且Piezo2介导的各种气道支配感觉神经元内的机械转导对于在出生时建立有效的呼吸和维持成年人的正常呼吸至关重要。

在小鼠中,Feng等人(2018)研究发现,老化和干燥皮肤中的异形细胞增生(机械性瘙痒)与皮肤接触受体默克尔细胞的缺失有关。皮肤中默克尔细胞和相关机械敏感性压电通道的靶向基因缺失足以产生异基因。默克尔细胞的化学生成激活可防止干燥皮肤中的异体合成。

Zeng等人(2018)发现气压接收需要机械激活的离子通道PIEZO1和PIEZO2。小鼠结节和岩部感觉神经节中的Piezo1和Piezo2基因消融可消除药物诱导的压力反射和主动脉减压神经活动。缺乏Piezos的自由活动、有意识的动物患有不稳定的高血压,血压变异性增加,这与压力感受器缺失动物和压力反射衰竭人类的表型一致。压电-2阳性感觉传入神经的视基因激活足以启动小鼠的压力反射。Zeng等人(2018)结论是,他们的发现表明PIEZO1和PIEZO2是对急性血压控制至关重要的压力感受器机械传感器。


分子遗传学

远端关节增生症5型

一名母亲、儿子和一名非血缘女性患有全身性关节增生症,并伴有上睑下垂、眼肌麻痹和限制性肺病(DA5;108145),Coste等人(2013年)鉴定的错义突变的杂合性(I802F;613629.0001)和帧内3-bp删除(613629.0002)分别位于PIEZO2基因中。功能分析表明,这两种突变都会引起动力学变化,从而导致对给定机械刺激的通道活性增加,这表明DA5是由PIEZO2获得功能突变引起的。突变的PIEZO2 cDNA的过度表达不会对细胞产生构成活性或毒性,表明观察到的表型可能是由于机械传导缺陷所致。

在29个诊断为DA5的家庭中,24个家庭(83%)的受影响个体中,McMillin等人(2014)确定PIEZO2基因的杂合突变(参见,例如。,613629.0006-613629.0009). 在24个突变阳性家族中,有10个(42%)携带相同的3 bp重复缺失(Glu2727del;613629.0002). 注意到具有重叠特征的3种综合征(DA5、DA3和Marden-Walker综合征;见下文)均由PIEZO2基因的杂合突变引起,并且一些家族中的患者表现出中间表型,包括这3种疾病各自的所谓区别特征,McMillin等人(2014)提出它们具有共同的发展机制,可能代表相同条件下的可变表达。

远端关节增生病3型

Gordon综合征(DA3;114300)已知与远端关节发育不良或先天性挛缩相关的5个基因突变为阴性,McMillin等人(2014)PIEZO2中已鉴定的杂合突变:9个家族携带重复性错义突变R2686H(613629.0003)1名先证者8 bp缺失(613629.0005).

在一个父亲和两个儿子与DA3,Alisch等人(2017)确定R2686H重复突变的杂合性。作者指出,该家族中受影响的个体表现出轻度智力残疾和精神运动迟缓,表明DA3和Marden-Walker综合征之间存在表型重叠。

在一个分离远端关节发育不良的中国家庭中,Li等人(2018)确定PIEZO2基因错义突变的杂合性(R2718Q;613629.0017). 通过外显子组测序发现的突变与该家族中的疾病分离。

马登·沃克综合征

在2名确诊为Marden-Walker综合征(MWKS;248700),McMillin等人(2014)检测到PIEZO2基因错义突变的杂合性(R2686C;613629.0004).

远端关节增生症伴本体感觉和触觉受损

在2例无亲属关系的远端关节发育不良患者中,本体感觉和触觉受损(DAIPT;617146),Chesler等人(2016)确定PIEZO2基因的复合杂合功能缺失突变(613629.0010-613629.0012). 通过全基因组测序发现并经Sanger测序证实的突变,在这两个家族中与疾病分离。在HEK293细胞中的体外功能表达研究表明,所有3个变体,包括2个无义变体和1个错义变体,都产生了非功能蛋白。研究结果表明,PIEZO2需要在感觉传入终末传递机械力。

3个兄弟姐妹与DAIPT出生于孟加拉国近亲家庭,Mahmud等人(2017年)在PIEZO2基因(S903X;613629.0013). 通过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。未对变异体和患者细胞进行功能研究,但预测突变会通过消除孔隙结构域而导致功能完全丧失。

来自3个无血缘关系的DAIPT家族的9名患者,Delle Vedove等人(2016)PIEZO2基因纯合性功能缺失突变(613629.0014-613629.0016). 这些突变是通过全基因组测序或纯合子作图发现的,并经Sanger测序证实,与家族中的疾病分离。来自另一个具有类似表型的家族的第十名患者被发现有2个包含PIEZO2基因的纯合子缺失。Delle Vedove等人(2016)结论是,背根神经节传入神经元中PIEZO2的缺失导致本体感觉障碍,导致肌肉发育和功能异常。

通过对一名患有DAIPT的18岁男孩进行靶向基因筛查,该男孩的父母为土耳其血亲,Haliloglu等人(2017年)确定无义突变(R462X;613629.0018)在PIEZO2基因中。他的父母是基因突变的杂合子。


等位基因变体( 18精选示例):

.0001关节软骨发育,远端,5型

ILE802PHE皮埃佐2
   RCV000082866型

一对母子患有全身性关节软骨增生症,并伴有上睑下垂、眼肌麻痹和限制性肺病(DA5;108145)他还表现出双侧前交叉韧带缺失,Coste等人(2013年)确定了PIEZO2基因c.2404A-T颠倒的杂合性,导致跨膜结构域中保守残基的ile802-the(I802F)替代。突变发生在母亲身上。对转染细胞的功能研究表明,与野生型相比,I802F突变导致PIEZO2依赖的机械激活电流从失活中恢复得更快,从而使其对重复刺激更敏感。


.0002关节软骨发育,远端,5型

PIEZO2,3-BP DEL,NT8179
   RCV000224433。。。

一名患有全身性关节增生症并伴有上睑下垂、眼肌麻痹和限制性肺病的女性(DA5;108145),Coste等人(2013年)确定了PIEZO2基因中3-bp缺失(c.8179_8181del)的杂合性,导致一个功能未知的高度保守域中的单个氨基酸(glu2727del)在框内缺失。对转染细胞的功能研究表明,3-bp缺失会减缓PIEZO2依赖的机械激活电流的失活,并且与野生型相比,失活恢复速度明显更快。

来自10个DA5家庭的受影响个体,包括最初报告的家庭Pallotta等人(2000年)Williams等人(2007年)McMillin等人(2014)确定PIEZO2基因中Glu2727del突变的杂合性。在1个家系中,先证者未受影响的父亲被发现为嵌合缺失,外周血(11%)、口腔细胞(10%)和唾液(12%)中检测到低水平缺失。


.0003关节软骨发育,远端,3型

皮埃佐2,ARG2686HIS
   RCV000125478。。。

来自9个远端关节发育不良3型(DA3;114300),包括最初报告的家庭Becker和Splitt(2001)McMillin等人(2014)PIEZO2基因外显子52中c.8057G-a转换的杂合性,导致arg2686到his(R2686H)的取代。这种突变在每个家族中都与疾病分离,但在ESP6500或1000基因组项目数据库中,或在内部数据库中的1400多条染色体中都不存在。此外,2名先证者被诊断为5型远端关节发育不良(DA5;108145),其中1人为荷兰患者Schrander-Stumpel等人(1993年),被发现是R2686H的杂合子。先证者均未表现出腭裂特有的DA3特征;然而,考虑到DA3中腭裂的外显率降低,McMillin等人(2014)提示2例患者正确诊断为DA3而非DA5。作者还指出,腭裂的存在与R2686H显著相关(p小于0.0001)。

患有DA3的父亲和两个儿子也表现出轻度智力残疾和精神运动迟缓,Alisch等人(2017)确定R2686H重复突变的杂合性。


.0004 MARDEN-WALKER综合征(1例)

PIEZO2,ARG2686CYS公司
   RCV000125479。。。

Marden-Walker综合征(MWKS;248700),McMillin等人(2014)确定PIEZO2基因第52外显子新生c.8056C-T转变的杂合性,导致arg2686到cys(R2686C)替换。在ESP6500或1000基因组项目数据库中或内部数据库中的1400多条染色体中均未发现该突变。除了手脚挛缩外,患者还患有腭裂、小颌畸形、上睑下垂、脊柱侧凸、认知迟缓和大脑Dandy-Walker畸形。


.0005关节软骨发育,远端,3型

PIEZO2,8-BP DEL,NT8238
   RCV000125477型

远端关节发育不良3型(DA3;114300),McMillin等人(2014)已确定PIEZO2基因第52外显子中8 bp从头缺失(c.8238_8245del8)的杂合性,导致了预测会导致立即终止密码子(W2746X)的移码。在ESP6500或1000基因组项目数据库中或内部数据库中的1400多条染色体中均未发现该突变。


.0006关节软骨发育,远端,5型

皮埃佐2号,ARG2718LEU
   RCV000125480型

在一个5型远端关节发育不良(DA5;108145)以及DA5的一对父子,最初由奥特曼和戴维森(1939)并由重新研究Friedman和Heidenreich(1995)McMillin等人(2014)确定PIEZO2基因第52外显子c.8153G-T颠倒的杂合性,导致arg2718-to-leu(R2718L)替代。


.0007关节软骨发育,远端,5型

PIEZO2,ARG2718PRO公司
   RCV000125481型

患有DA5的男性患者(108145)他还表现出上睑下垂、眼肌麻痹、脊柱侧凸和肺部疾病,McMillin等人(2014)PIEZO2基因第52外显子中新发现的c.8153G-c颠倒的杂合性,导致arg2718-to-pro(R2718P)替代。


.0008关节软骨发育,远端,5型

一对母女和DA5(108145)以及DA5的母亲、儿子和孙女,最初由Sahni等人(2004年)McMillin等人(2014)确定PIEZO2基因第15外显子c.2134A-G转换的杂合性,导致met712-to-val(M712V)替代。在孙女的“非同卵”双胞胎中未检测到突变,该双胞胎被描述为“严重”手指挛缩,手腕运动、旋前和旋后受限,但仅有“少量”眼部表现,包括上睑下垂、眼肌麻痹、内斜视和散光。


.0009关节软骨发育,远端,5型

PIEZO2,SER2739PRO
   RCV000125483型

父亲和儿子与DA5(108145),最初报告人Lai等人(1991年)McMillin等人(2014)在PIEZO2基因的外显子52中鉴定了c.8215T-c转变的杂合性,导致ser2739到pro(S2739P)的取代。


.0010膝关节脱位,远侧,本体感觉和触觉受损

在2例无亲属关系的远端关节发育不良患者中,本体感觉和触觉受损(DAIPT;617146),Chesler等人(2016)确定PIEZO2基因中的复合杂合突变。两名患者均携带c.5053C-T转换(c.5053C-T,NM_022068.3),导致1个等位基因的arg1685-to-ter(R1685X)替代。一名患者携带c.4723C-T转换,导致arg1575-to-ter(R1575X;613629.0011)第二个等位基因,而另一个患者携带c.5054G-c颠倒,导致arg1685-to-pro(R1685P;613629.0012)在第二个等位基因上高度保守的残基上进行替换。这些突变是通过全基因组测序发现并经Sanger测序证实的,与这两个家族中的疾病分离,在dbSNP、exome Variant Server或ExAC数据库中未发现。对患者细胞的分析表明,无义突变导致非传感介导的mRNA衰变。


.0011人工关节置换,远端,本体和触觉受损

为了讨论PIEZO2基因中的c.4723C-T转换(c.4723C-T,NM_022068.3),导致arg1575-to-ter(R1575X)替代,该替代在本体感觉和触觉受损的远端关节发育不良患者(DAIPT;617146)由Chesler等人(2016),请参阅613629.0010.


.0012人工关节置换,远端,本体和触觉受损

为了讨论PIEZO2基因中的c.5054G-c颠倒(c.5054G-c,NM_022068.3),导致arg1685-to-pro(R1685P)替代,这在本体感觉和触觉受损的远端关节发育不良患者(DAIPT;617146)由Chesler等人(2016),请参阅613629.0010.


.0013人工关节置换,远端,本体感觉和触觉受损

3名兄弟姐妹出生于孟加拉国近亲父母,患有远端关节发育不良,本体感觉和触觉受损(DAIPT;617146),Mahmud等人(2017年)在PIEZO2基因第18外显子中鉴定出纯合c.2708C-G颠倒(c.2708C-G,NM_022068.3),导致ser903-to-ter(S903X)替换。该突变是通过外显子组测序发现并经Sanger测序证实的,与该家族中的疾病分离,在dbSNP、1000基因组项目、外显子变异服务器或ExAC数据库或114个种族匹配的对照中均未发现。据预测,突变会通过消除孔隙结构域而导致功能完全丧失。


.0014关节发育,远侧,本体感觉和触觉受损

压电2,1磅模型,5621T
   RCV000415567。。。

土耳其血缘家族3名成员患有远端关节发育不良,本体感觉和触觉受损(DAIPT;617146),Delle Vedove等人(2016)在PIEZO2基因第37外显子中发现一个纯合1-bp缺失(c.5621delT,NM_022068),导致移码和提前终止(Leu1874ArgfsTer5)。通过全基因组测序发现并经Sanger测序证实的突变与该家族中的疾病分离。ExAC数据库中未发现该突变(2016年5月2日)。对患者细胞的分析表明,突变导致非传感介导的mRNA衰变,并可能导致功能丧失。


.0015关节发育,远侧,本体感觉和触觉受损

PIEZO2,3-BP DEL/4-BP INS,NT1550
   RCV000415610型

利比亚血统的一个近亲家庭的3名成员患有本体感觉和触觉受损的远端关节发育不良症(DAIPT;617146),Delle Vedove等人(2016)在PIEZO2基因的第13外显子中发现了纯合c.1550_1552delGCTinsCGAA改变(c.1550~1552delGC TinsCGEA,NM_022068),导致移码和提前终止(Ser517ThrfsTer48)。通过全基因组测序发现并经Sanger测序证实的突变与该家族中的疾病分离。ExAC数据库中未发现该突变(2016年5月2日)。对患者细胞的分析表明,突变导致全长转录物的非传感介导mRNA衰减,以及导致外显子13框内缺失的剪接缺陷。这些发现与功能丧失一致。


.0016人工关节炎,远侧,本体感觉和触觉受损

压电2,11-BP DEL,NT3019
   RCV000415541型

一个印度血亲家族的3名成员患有本体感觉和触觉受损的远端关节发育不良(DAIPT;617146),Delle Vedove等人(2016)在PIEZO2基因第20外显子中发现一个纯合11 bp缺失(c.3019_3029del,NM_022068),导致移码和提前终止(Pro1007LeufsTer3)。通过纯合子定位和Sanger测序发现的突变与该家族中的疾病分离。ExAC数据库中未发现该突变(2016年5月2日)。对患者细胞的分析表明,突变导致非传感介导的mRNA衰变,并可能导致功能丧失。


.0017关节软骨发育,远端,3型

皮埃佐2,ARG2718GLN
   RCV000778125。。。

在一个分离性远端关节增生症(DA3;114300),Li等人(2018)确定了PIEZO2基因第52外显子中c.8153G-a转换的杂合性,在高度保守的残基处导致arg2718-to-gln(R2718Q)替换。该突变是通过外显子组测序发现并经Sanger测序证实的,与该家族中的疾病分离,在公共变异数据库中未发现,包括ExAC、gnomAD、ESP6500、1000基因组项目或dbSNP。Li等人(2018)临床诊断该家族的表型为DA1(参见108120). 分子模拟表明,R2718Q突变对PIEZO2构象的影响小于相同密码子上的其他两个突变(613629.0006613629.0007)导致更严重的表型。


.0018关节软骨发育,远端,本体感觉和触觉受损

通过对一名18岁患有远端关节发育不良且本体感觉和触觉受损(DAIPT;617146)出生于土耳其血亲父母,Haliloglu等人(2017年)确定了PIEZO2基因中c.1384C-T转换(c.1384C-T,NM_022068)的纯合子,导致arg462到ter(R462X)替换。他的父母是基因突变的杂合子,他们的远端关节松弛。


参考文献

  1. Alisch,F.、Weichert,A.、Kalache,K.、Paradiso,V.、Longardt,A.C.、Dame,C.、Hoffmann,K.和Horn,D。与PIEZO2突变相关的家族性戈登综合征。美国医学遗传学杂志。173A:254-2592017年。[公共医学:27714920相关引文][全文]

  2. Altman,H.S.,Davidson,L.T。先天性肌萎缩(先天性多发性关节发育不良)。《儿科杂志》。15: 551-557, 1939.

  3. 贝克尔,K.,斯普利特,M。远端关节发育不良和腭裂一家系:Gordon综合征和Aase-Smith综合征可能重叠。临床。迪斯莫普。10: 41-45, 2001.[公共医学:11152147相关引文][全文]

  4. Chesler,A.T.、Szczot,M.、Bharucha-Goebel,D.、Ceko,M.,Donkervoort,S.、Laubacher,C.、Hayes,L.H.、Alter,K.、Zampieri,C.、Stanley,C.、Innes,A.M.、Mah,J.K.、Grosmann,C.M.、Bradley,N.、Nguyen,D.、Foley,A.R.、Le Pichon,C.E.、Bonnemann,C.G。PIEZO2在人类机械化中的作用。新英格兰医学杂志375:1355-13642016。[公共医学:27653382相关引文][全文]

  5. Coste,B.、Houge,G.、Murray,M.F.、Stitziel,N.、Bandell,M.、Giovanni,M.A.、Philippakis,A.、Hoischen,A.、Riemer,G.,Steen,U.、Steen,V.M.、Mathur,J.、Cox,J.,Lebo,M.,Rehm,H.、Weiss,S.T.、Wood,J.N.、Maas,R.L.、Sunyaev,S.R.、Patapoutian,A.、。机械激活的离子通道PIEZO2的获得功能突变导致远端关节发育不全的一种亚型。程序。美国国家科学院。科学。110: 4667-4672, 2013.[公共医学:23487782图像相关引文][全文]

  6. Coste,B.,Mathur,J.,Schmidt,M.,Earley,T.J.,Ranade,S.,Petrus,M.J.,Dubin,A.E.,Patapoutian,A。Piezo1和Piezo2是不同的机械激活阳离子通道的基本组件。科学330:55-601010。[公共医学:20813920图像相关引文][全文]

  7. Delle Vedove,A.、Storbeck,M.、Heller,R.、Holker,I.、Hebbar,M.、Shukla,A.、Magnusson,O.、Cirak,S.、Girisha,K.M.、O'Driscoll,M.、Loeys,B.、Wirth,B。本体感觉相关的PIEZO2双等位基因缺失导致肌肉萎缩,伴有围生期呼吸窘迫、关节发育不良和脊柱侧凸。Am.J.Hum.遗传学。99: 1206-1216, 2016. 注:勘误表:Am.J.Hum.Genet。99: 1405-1408, 2016.[公共医学:27843126相关引文][全文]

  8. 冯J.、罗J.、杨P.、杜J.、金B.S.、胡H。压电2通道-默克尔细胞信号调节触觉到瘙痒的转换。《科学》360:530-5332018年。[公共医学:29724954相关引文][全文]

  9. B.D.弗里德曼、R.A.海登里奇。IIB型远端关节增生症:一个指标病例的进一步临床描述和54年随访。美国医学遗传学杂志。58: 125-127, 1995.[公共医学:8533802相关引文][全文]

  10. Haliloglu,G.,Becker,K.,Temucin,C.,Talim,B.,Kucuksahin,N.,Pergande,M.,Motameny,S.,Nurnberg,P.,Aydingoz,U.,Topaloglu,H.,Cirak,S。隐性PIEZO2停止突变导致远端关节发育不良,伴有远端肌肉无力、脊柱侧凸和本体感觉缺陷。J.Hum.遗传学。62:497-501017年。[公共医学:27974811相关引文][全文]

  11. P.A.哈特兹。个人沟通。马里兰州巴尔的摩,2010年11月11日。

  12. Lai,M.M.R.,Tettenborn,M.A.,Hall,J.G.,Smith,L.J.,Berry,A.C。一种新的常染色体显性遗传性关节增生症。医学遗传学杂志。28: 701-703, 1991.[公共医学:1941966相关引文][全文]

  13. Li,S.、You,Y.、Gao,J.、Mao,B.、Cao,Y.,Zhao,X.、Zhang,X。TPM2和PIEZO2的新突变与两个中国家系的远端关节发育不良(DA)和轻度DA有关。BMC医学遗传学。2018年仅19:179。注:电子文章。[公共医学:30285720相关引文][全文]

  14. Mahmud,A.A.,Nahid,N.A.,Nassif,C.,Sayeed,M.S.B.,Ahmed,M.U.,Parveen,M.,Khalil,M.I.,Islam,M.M.,Nahar,Z.,Rypens,F.,Hamdan,F.F.,Rouleau,G.A.,Hasnat,A.,Michaud,J.L。患有进行性挛缩的兄弟姐妹的本体感觉和触觉通道PIEZO2缺失。临床。遗传学。91: 470-475, 2017.[公共医学:27607563相关引文][全文]

  15. Maksimovic,S.、Nakatani,M.、Baba,Y.、Nelson,A.M.、Marshall,K.L.、Wellnitz,S.A.、Firozi,P.、Woo,S.-H、Ranade,S.、Patapoutian,A.、Lumpkin,E.A。表皮默克尔细胞是调节哺乳动物触觉受体的机械感觉细胞。《自然》509:617-6212014。[公共医学:24717432图像相关引文][全文]

  16. McMillin,M.J.、Beck,A.E.、Chong,J.X.、Shively,K.M.、Buckingham,K.J.、Gilderswelle,H.I.S.、Aracena,M.I.、Aylsworth,A.S.、Bitoun,P.、Carey,J.C.、Clericzio,C.L.、Crow,Y.J.和其他34人。PIEZO2突变导致Gordon综合征、Marden-Worker综合征和5型远端关节综合征。Am.J.Hum.遗传学。94: 734-744, 2014.[公共医学:24726473图像相关引文][全文]

  17. Nonomura,K.,Woo,S.-H.,Chang,R.B.,Gillich,A.,Qiu,Z.,Francisco,A.G.,Ranade,S.S.,Liberles,S.D.,Patapoutian,A。Piezo2感测气道扩张并调节肺膨胀引起的呼吸暂停。《自然》541:176-1812017。[公共医学:28002412相关引文][全文]

  18. Pallotta,R.、Ehresmann,T.、Fusilli,P。家族性IIB型远端动脉粥样硬化(sic)病例中Dandy-Walker异常的发生。美国医学遗传学杂志。95: 477-481, 2000.[公共医学:11146470相关引文][全文]

  19. Ranade,S.S.、Woo,S.-H.、Dubin,A.E.、Moshourab,R.A.、Wetzel,C.、Petrus,M.、Mathur,J.、Begay,V.、Coste,B.、Mainquist,J.,Wilson,A.J.、Francisco,A.G.、Reddy,K.、邱,Z.、Wood,J.N.、Lewin,G.R.、Patapoutian,A。压电陶瓷2是小鼠触觉机械力的主要传感器。《自然》516:121-1252014。[公共医学:25471886图像相关引文][全文]

  20. Sahni,J.、Kaye,S.B.、Fryer,A.、Hiscott,P.、Bucknall,R.C。IIB型远端关节增生症:未报告的眼部表现。美国医学遗传学杂志。127A:35-392004年。[公共医学:15103714相关引文][全文]

  21. Schrander-Stumpel,C.T.R.M.,Howeler,C.J.,Reekers,A.B.A.,De Smet,N.M.A.,Hall,J.G.,Fryns,J.-P。关节增生症、眼肌麻痹和视网膜病变:一种新型关节增生症的确认。医学遗传学杂志。30: 78-80, 1993.[公共医学:8423615相关引文][全文]

  22. 王,L.,周,H.,张,M.,刘,W.,邓,T.,赵,Q.,李,Y.,雷,J.,李,X.,肖,B。哺乳动物触觉通道PIEZO2的结构和机械化。《自然》573:225-2292019年。[公共医学:31435011相关引文][全文]

  23. Williams,M.S.、Elliott,C.G.、Bamshad,M.J。肺部疾病是5型远端关节增生症的一个组成部分。美国医学遗传学杂志。143A:752-7562007年。[公共医学:17345626相关引文][全文]

  24. Woo,S.-H.,Ranade,S.,Weyer,A.D.,Dubin,A.E.,Baba,Y.,Qiu,Z.,Petrus,M.,Miyamoto,T.,Reddy,K.,Lumpkin,E.A.,Stucky,C.L.,Patapoutian,A。Piezo2是Merkel细胞机械转导所必需的。《自然》509:622-62622014年。[公共医学:24717433图像相关引文][全文]

  25. Zeng,W.-Z.,Marshall,K.L.,Min,S.,Daou,I.,Chapleau,M.W.,Abboud,F.M.,Liberles,S.D.,Patapoutian,A.曾,W.-Z.,马歇尔,K.L.,Min,S.,Daou,I.,查洛,M.W.,阿博德,F.M.,利伯尔斯,S.D.,帕塔普蒂安,A。PIEZOs介导血压和压力感受器反射的神经元感应。科学362:464-4672018。[公共医学:30361375相关引文][全文]


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*613629

压电型机械敏感性离子通道组件2;PIEZO2公司


备选标题;符号

序列相似性38家族,成员B;传真38B


HGNC批准的基因符号:PIEZO2

SNOMEDCT公司:449824004, 715217004, 897570002;  


细胞遗传学位置:18p11.22-p11.21   基因组坐标(GRCh38):18:10670247-11149569 (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
18p11.22-p11.21 ?马登·沃克综合征 248700 常染色体显性
关节增生病,远端,3型 114300 常染色体显性
关节增生病,远端,5型 108145 常染色体显性
远端关节增生症,本体感觉和触觉受损 617146 常染色体隐性

文本

说明

Piezos是一种大型跨膜蛋白,在不同物种间保存,均具有24到36个预测的跨膜结构域。”“Piezo”来自希腊语“piesi”,意思是“压力”PIEZO2蛋白在体感神经元快速适应机械激活(MA)电流中发挥作用(Coste等人,2010年总结)。


克隆和表达

Coste等人(2010年)从背根神经节(DRG)神经元克隆了全长小鼠Piezo2。人类PIEZO2由2521个氨基酸组成,包括31个跨膜结构域。成年小鼠组织的定量PCR检测到,Piezo2在肺、膀胱和结肠中的表达最强,而在胃、小肠、皮肤和肾脏中的表达较弱。在背根神经节感觉神经元中检测到丰富的表达,表明其在躯体感觉机械传导中具有潜在作用。


生物化学特征

低温电子显微镜

Wang等人(2019年)描述了小鼠Piezo2的低温电子显微镜结构,它是一种三叶螺旋桨状三聚体,由114个跨膜螺旋(每个原聚体38个)组成。跨膜螺旋1至36(TM1-TM36)被折叠成9个串联单元,每个串联单元由4个跨膜螺旋组成,形成不寻常的非平面叶片。3个叶片共同弯曲成直径28纳米、深度10纳米的纳米圆顶,中心嵌入细胞外帽状结构,9纳米长的细胞内束连接到中心孔。TM38和C末端结构域被锚定结构域和TM37包围,并用跨膜和细胞质收缩位点包围中心孔。Piezo2及其同源物Piezo1(611184)之间的结构比较表明,跨膜收缩位点可能充当由帽结构域控制的跨膜门。


映射

Hartz(2010)根据PIEZO2序列(GenBank AK026797)与基因组序列(GRCh37)的比对,将PIEZO2基因映射到染色体18p11.22。


基因功能

Coste等人(2010)观察到,用Piezo2和编码GFP的基因转染的小鼠Neuro2A和HEK293T细胞显示出大的MA电流。候选基因的表达谱分析和RNA干扰敲除也确定了Neuro2A细胞MA电流所需的Piezo1(611184)。小鼠Piezo1或Piezo2的过度表达诱导了2个动力学上不同的MA电流。敲除背根神经节神经元中的压电蛋白2(Piezo2)可特异性地降低快速适应MA电流。Piezo2表达细胞的MA电流-电压关系在-80和+80 mV之间呈线性,Neuro2A和HEK293T细胞的E(rev)分别为+6.3+/-0.4 mV(n=3个细胞)和+8.7+/-1.5 mV(n=7个细胞)。Coste等人(2010)发现,N-甲基-D-葡糖胺(NMDG)抑制了Piezo2依赖性电流,这表明非选择性阳离子电导。Coste等人(2010年)提出,压电晶体是MA阳离子通道的组成部分。

Woo等人(2014)表明,默克尔细胞在体外产生触觉电流。PIEZO2是一种机械激活的阳离子通道,在默克尔细胞中表达。作者对皮肤中缺乏Piezo2,但感觉神经元中没有的小鼠进行了实验,结果表明默克尔细胞的机械敏感性完全依赖于Piezo2。在这些小鼠中,默克尔细胞-神经复合体介导的体内缓慢适应反应显示出降低的静态放电率,而且,小鼠对轻柔触摸的行为反应表现出中度降低。Woo等人(2014)得出结论,他们的结果表明PIEZO2是默克尔细胞的机械传导通道,并提供了第一条证据,证明PIEZO通道在哺乳动物的机械反应中具有生理作用。此外,他们的数据为双受体模型提供了证据,在该模型中,默克尔细胞和神经传入共同充当机械感受器。2受体系统可以为这种机械感受器复合体提供调谐机制,以实现对给定机械刺激的高度复杂响应。

Maksimovic等人(2014年)独立研究了小鼠默克尔细胞的功能,发现默克尔细胞通过压电陶瓷2(Piezo2)介导显示出快速的触传机械传导电流。在完整皮肤中的视觉发生方法表明,默克尔细胞对于触觉传入中的持续动作电位放电是必要的,也是足够的。来自缺少默克尔细胞的触觉传入纤维的记录表明,默克尔细胞对动态刺激产生高频反应,并能够持续放电。Maksimovic等人(2014)认为,这些数据首次直接证明了表皮细胞和感觉神经元之间的功能性兴奋性联系。他们进一步得出结论,这些发现表明默克尔细胞积极调节机械感觉反应,以促进高时空敏锐度。此外,他们的结果表明默克尔细胞-神经复合体中存在分工:默克尔细胞发出静态刺激信号,如压力,而感觉传入信号传递动态刺激信号,例如移动光栅。因此,默克尔细胞神经复合体是一种独特的感觉结构,由两种不同的受体细胞类型组成,专门用于区分触摸的不同元素。

Ranade等人(2014年)表明,成年感觉神经元和默克尔细胞中均缺乏压电陶瓷的小鼠表现出严重的触觉丧失。作者精确地将Piezo2定位于广泛的低阈值机械感受器的外周末梢,这些机械感受器为多毛和无毛皮肤提供神经。在Piezo2条件敲除小鼠的背根神经节神经元培养物中,没有最快速适应的机械激活电流,体外皮肤神经制备研究表明,低阈值机械感受器的机械敏感性强烈依赖于Piezo2。这种细胞表型与一种前所未有的行为表型相关:在多种行为分析中,光触感觉几乎完全缺失,而不影响其他体感功能。Ranade等人(2014年)的结论是,在体外显示快速适应、机械激活电流的单个离子通道负责涉及无害触觉的大多数低阈值机械感受器亚型的机械敏感性。作者发现触觉和痛觉是可分离的,这表明其他机械激活的离子通道必须解释有毒(疼痛)机械反应。

Nonomura等人(2017年)表明,机械激活离子通道Piezo2的全局和感觉神经元特异性消融会导致新生小鼠呼吸窘迫和死亡。压电迷走感觉神经元的视基因激活导致成年小鼠呼吸暂停。此外,在正常条件下,诱导消融成年小鼠感觉神经元中的压电陶瓷可降低神经元对肺膨胀的反应,损害Hering-Breuer机械弹性,并增加潮气量。这些表型在结状神经节缺乏Piezo2的小鼠中复制。Nonomura等人(2017年)得出结论,Piezo2是一种气道拉伸传感器,并且Piezo2介导的各种气道神经感觉神经元内的机械传导对于建立出生时的有效呼吸和维持成人的正常呼吸至关重要。

Feng等人(2018年)在小鼠身上发现,老化和干燥皮肤中的异形细胞增生(机械性瘙痒)与皮肤接触受体默克尔细胞的缺失有关。皮肤中默克尔细胞和相关机械敏感性压电通道的靶向基因缺失足以产生异基因。Merkel细胞的化学遗传学激活可防止干燥皮肤中的异病。

Zeng等人(2018)发现,气压接收需要机械激活的离子通道PIEZO1和PIEZO2。小鼠结节和岩部感觉神经节中的Piezo1和Piezo2基因消融可消除药物诱导的压力反射和主动脉减压神经活动。缺乏Piezos的自由活动、有意识的动物具有不稳定的高血压和增加的血压变异性,这与压力受体失能动物和压力反射衰竭人类的表型一致。压电-2阳性感觉传入神经的视基因激活足以启动小鼠的压力反射。Zeng等人(2018)得出结论,他们的发现表明PIEZO1和PIEZO2是对急性血压控制至关重要的压力受体机械传感器。


分子遗传学

远端关节增生症5型

Coste等人(2013年)在一名患有与上睑下垂、眼肌麻痹和限制性肺病相关的全身性关节发育不良症的母亲和儿子以及一名无关女性中,分别确定了PIEZO2基因中错义突变(I802F;613629.0001)和框内3 bp缺失(613629.002)的杂合性。功能分析表明,这两种突变都会引起动力学变化,从而导致对给定机械刺激的通道活性增加,这表明DA5是由PIEZO2获得功能突变引起的。突变的PIEZO2 cDNA的过度表达不会对细胞产生构成活性或毒性,表明观察到的表型可能是由于机械传导缺陷所致。

在诊断为DA5的29个家庭中的24个(83%)受影响个体中,McMillin等人(2014年)发现了PIEZO2基因的杂合突变(例如,见613629.0006-613629.009)。24个突变阳性家族中有10个(42%)携带相同的3 bp重复缺失(Glu2727del;613629.0002)。McMillin等人(2014)注意到,具有重叠特征的3种综合征(DA5、DA3和Marden-Walker综合征;见下文)均由PIEZO2基因的杂合突变引起,并且一些家族中的患者表现出中间表型,包括这3种疾病各自的所谓区别特征提出它们具有共同的发展机制,可能代表相同条件下的可变表达。

远端关节增生病3型

在已知与远端关节发育不全或先天性挛缩相关的5个基因突变阴性的12个Gordon综合征(DA3;114300)家族中,有10个家族中,McMillin等人(2014年)在PIEZO2中鉴定出杂合突变:9个家族携带反复错义突变R2686H(613629.003)1名先证者8 bp缺失(613629.0005)。

Alisch等人(2017年)在一名患有DA3的父亲和两名儿子身上发现了复发性R2686H突变的杂合性。作者指出,该家族中受影响的个体表现出轻度智力残疾和精神运动迟缓,表明DA3和Marden-Walker综合征之间存在表型重叠。

在一个分离远端关节发育不良的中国家系的受影响成员中,Li等人(2018)确定了PIEZO2基因错义突变的杂合性(R2718Q;613629.0017)。通过外显子组测序发现的突变与该家族中的疾病分离。

马登·沃克综合征

在2名确诊为Marden-Walker综合征的先证者中,有1名先证者(MWKS;248700),McMillin等人(2014)检测到PIEZO2基因错义突变的杂合性(R2686C;613629.004)。

远端关节增生症伴本体感觉和触觉受损

在2名本体感觉和触觉受损的远端关节发育不良的无关患者(DAIPT;617146)中,Chesler等人(2016年)确定了PIEZO2基因的复合杂合功能缺失突变(613629.0012)。通过全基因组测序发现并经Sanger测序证实的突变,在这两个家族中与疾病分离。在HEK293细胞中的体外功能表达研究表明,所有3个变体,包括2个无义变体和1个错义变体,都产生了非功能蛋白。研究结果表明,PIEZO2需要在感觉传入终末传递机械力。

Mahmud等人(2017年)在3个兄弟姐妹中发现了PIEZO2基因中的纯合无义突变(S903X;613629.0013),这3个兄弟姊妹均为孟加拉国近亲父母,患有DAIPT。通过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。未对变异体和患者细胞进行功能研究,但预测突变会通过消除孔隙结构域而导致功能完全丧失。

Delle Vedove等人(2016年)在来自3个无血缘关系的DAIPT近亲家族的9名患者中发现了PIEZO2基因的纯合子功能缺失突变(613629.0014-613629.001)。这些突变是通过全基因组测序或纯合子作图发现的,并经Sanger测序证实,与家族中的疾病分离。来自另一个具有类似表型的家族的第十名患者被发现有2个包含PIEZO2基因的纯合子缺失。Delle Vedove等人(2016年)得出结论,背根神经节传入神经元中PIEZO2的缺失会导致本体感觉障碍,导致肌肉发育和功能异常。

Haliloglu等人(2017年)通过对一名18岁患有DAIPT的土耳其近亲男孩进行靶向基因筛查,确定了PIEZO2基因中无义突变(R462X;613629.0018)的纯合子。他的父母是基因突变的杂合子。


ALLELIC变体 18个精选示例):

.0001关节软骨发育,远端,5型

压电2,ILE802PHE
单号:rs587777076,临床变量:RCV000082866

在一对患有与上睑下垂、眼肌麻痹以及限制性肺病(DA5;108145)相关的全身性关节综合征的母子中,他们也表现出双侧前交叉韧带缺失,Coste等人(2013)鉴定了PIEZO2基因中c.2404A-T颠换的杂合性,在跨膜结构域中的保守残基处导致ile802对he(I802F)取代。突变发生在母亲身上。对转染细胞的功能研究表明,与野生型相比,I802F突变导致PIEZO2依赖的机械激活电流从失活中恢复得更快,从而使其对重复刺激更敏感。


.0002关节软骨发育,远端,5型

PIEZO2,3-BP DEL,NT8179
单核苷酸多态性:rs1555621138,临床变量:RCV000224433、RCV000415170、RCV00487334、RCV001007806

在一名患有与上睑下垂、眼肌麻痹和限制性肺病(DA5;108145)相关的全身性关节增生症的女性患者中,Coste等人(2013)发现PIEZO2基因中一个3-bp缺失(c.8179_8181del)的杂合性,导致单个氨基酸(glu2727del)在框架内缺失在一个高度保守的未知函数域内。对转染细胞的功能研究表明,3-bp缺失会减缓PIEZO2依赖的机械激活电流的失活,并且与野生型相比,失活恢复速度明显更快。

在来自10个DA5家族的受影响个体中,包括Pallotta等人(2000年)和Williams等人(2007年)最初报告的家族,McMillin等人(2014年)确定了PIEZO2基因中Glu2727del突变的杂合性。在1个家系中,先证者未受影响的父亲被发现为嵌合缺失,外周血(11%)、口腔细胞(10%)和唾液(12%)中检测到低水平缺失。


.0003关节软骨发育,远端,3型

皮埃佐2,ARG2686HIS
SNP:rs587777450,临床变量:RCV000125478、RCV000224805、RCV00623552、RCV00855472、RCV001091982、RCV003147342、RCV 003224865

在9个远端关节发育不良3型(DA3;114300)家族的受累个体中,包括Becker和Splitt(2001)最初报告的家族,McMillin等人(2014)确定了PIEZO2基因第52外显子中c.8057G-a过渡的杂合性,导致arg2686对his(R2686H)的替代。该突变与每个家族的疾病分离,在ESP6500或1000基因组项目数据库中,或在内部数据库中的1400多条染色体中均不存在。此外,2名被诊断为5型远端关节增生症(DA5;108145)的先证者,其中1名是Schrander-Stumpel等人(1993年)描述的荷兰患者,被发现为R2686H杂合子。先证者均未表现出腭裂特有的DA3特征;然而,考虑到DA3中腭裂的外显率降低,McMillin等人(2014)建议,这2例患者的正确诊断是DA3而不是DA5。作者还指出,腭裂的存在与R2686H显著相关(p小于0.0001)。

Alisch等人(2017年)在一名患有DA3的父亲和两名儿子身上发现了复发性R2686H突变的杂合性,他们也表现出轻度智力残疾和精神运动迟缓。


.0004 MARDEN-WALKER综合征(1例)

PIEZO2,ARG2686CYS公司
单号:rs587777451,临床变量:RCV000125479、RCV001836735、RCV002283456

在一名患有Marden-Walker综合征(MWKS;248700)的患者中,McMillin等人(2014年)发现PIEZO2基因第52外显子中新生c.8056C-T转变的杂合性,导致arg2686转cys(R2686C)替代。在ESP6500或1000基因组项目数据库中或内部数据库中的1400多条染色体中均未发现该突变。除了手脚挛缩外,患者还患有腭裂、小颌畸形、上睑下垂、脊柱侧凸、认知迟缓和大脑Dandy-Walker畸形。


.0005关节软骨发育,远端,3型

PIEZO2,8-BP DEL,NT8238
SNP:rs724159993,临床变量:RCV000125477

在一名患有3型远端关节综合征(DA3;114300)的患者中,McMillin等人(2014)在PIEZO2基因的外显子52中发现了一个新的8-bp缺失(c.8238_8245del8)的杂合性,导致了一个预计会导致立即终止密码子(W2746X)的移码。在ESP6500或1000基因组项目数据库中或内部数据库中的1400多条染色体中均未发现该突变。


.0006关节软骨发育,远端,5型

压电2,ARG2718LEU
单号:rs587777452,临床变量:RCV000125480

Altman和Davidson(1939)最初报告了9名患有5型远端关节发育不良症(DA5;108145)家族三代以上的受累个体,以及一名患有DA5的父亲和儿子,Friedman和Heidenreich(1995)对此进行了重新研究,McMillin等人(2014)确定PIEZO2基因第52外显子c.8153G-T颠倒的杂合性,导致arg2718-to-leu(R2718L)替代。


.0007关节软骨发育,远端,5型

PIEZO2,ARG2718PRO公司
单号:rs587777452,临床变量:RCV000125481

在一名患有DA5(108145)的男性患者中,他也表现出上睑下垂、眼肌麻痹、脊柱侧凸和肺部疾病,McMillin等人(2014年)在PIEZO2基因第52外显子中发现了从头开始的c.8153G-c颠换的杂合性,导致arg2718-to-pro(R2718P)替代。


.0008关节软骨发育,远端,5型

MET712VAL压电陶瓷
单号:rs587777453,gnomAD:rs587777453,临床变量:RCV000125482,RCV001266820

在Sahni等人(2004年)最初报道的患有DA5(108145)的母亲和女儿以及患有DA5的母亲、儿子和孙女中,McMillin等人(2014年)确定了PIEZO2基因第15外显子中c.2134A-G转变的杂合性,导致了met712-to-val(M712V)替代。在孙女的“非同卵”双胞胎中未检测到突变,该双胞胎被描述为“严重”手指挛缩,手腕运动、旋前和旋后受限,但仅有“少量”眼部表现,包括上睑下垂、眼肌麻痹、内斜视和散光。


.0009关节软骨发育,远端,5型

PIEZO2,SER2739PRO
单号:rs587777454,临床变量:RCV000125483

在一对患有DA5(108145)的父子中,最初由Lai等人(1991年)报道,McMillin等人(2014年)确定了PIEZO2基因第52外显子中c.8215T-c转换的杂合性,导致了ser2739-to-pro(S2739P)替代。


.0010膝关节脱位,远侧,本体感觉和触觉受损

阿格1685TER PIEZO2
SNP:rs886039821,gnomAD:rs886039821,临床变量:RCV000256348、RCV000760500、RCV003987482

Chesler等人(2016年)在2名本体感觉和触觉受损的远端关节发育不全患者(DAIPT;617146)中发现了PIEZO2基因的复合杂合突变。两名患者均携带c.5053C-T转换(c.5053C-T,NM_022068.3),导致1个等位基因的arg1685-to-ter(R1685X)替代。一名患者携带c.4723C-T转换,导致第二个等位基因上出现arg1575-to-ter(R1575X;613629.011),而另一名患者则携带c.5054G-c颠倒,导致在第二个等位基因上高度保守的残基上出现arg1685-to-pro(R1685P;613629.0012)替代。这些突变是通过全基因组测序发现并经Sanger测序证实的,与这两个家族中的疾病分离,在dbSNP、exome Variant Server或ExAC数据库中未发现。对患者细胞的分析表明,无义突变导致非传感介导的mRNA衰变。


.0011人工关节置换,远端,本体和触觉受损

阿格1575TER PIEZO2
SNP:rs886039822,gnomAD:rs886039822,临床变量:RCV000256261、RCV001234550

Chesler等人(2016)对PIEZO2基因中c.4723C-T转变(c.4723C-T,NM_022068.3)的讨论,导致arg1575-to-ter(R1575X)替代,该替代在本体感觉和触觉受损的远端关节发育不良患者(DAIPT;617146)中以复合杂合状态被发现,见613629.0010。


.0012远端关节塌陷,本体感觉和触觉受损

PIEZO2,ARG1685PRO公司
SNP:rs886039823,gnomAD:rs886039823,临床变量:RCV000256311

Chesler等人(2016)对PIEZO2基因中c.5054G-c颠倒(c.5054G-c,NM_022068.3)的讨论,导致arg1685-to-pro(R1685P)替代,该替代在本体感觉和触觉受损的远端关节发育不良患者(DAIPT;617146)中以复合杂合状态被发现,见613629.0010。


.0013人工关节置换,远端,本体感觉和触觉受损

塞尔903TER PIEZO2
SNP:rs886039824,临床变量:RCV000256344

Mahmud等人(2017)在3名兄弟姐妹中发现,PIEZO2基因第18外显子存在纯合c.2708C-G颠倒(c.2708C-G,NM_022068.3),这3名兄弟姊妹患有本体感觉和触觉受损的远端关节发育不良症(DAIPT;617146),导致了ser903-to-ter(S903X)替代。该突变是通过外显子组测序发现并经Sanger测序证实的,与该家族中的疾病分离,在dbSNP、1000基因组项目、外显子变异服务器或ExAC数据库或114个种族匹配的对照中均未发现。据预测,突变会通过消除孔隙结构域而导致功能完全丧失。


.0014关节发育,远侧,本体感觉和触觉受损

PIEZO2,1-BP DEL,5621T
SNP:rs1057519425,临床变量:RCV000415567、RCV001091983

Delle Vedove等人(2016)在患有本体感觉和触觉受损的远端关节发育不良症的土耳其血统近亲家族的3名成员中,在PIEZO2基因第37外显子中发现了一个纯合1-bp缺失(c.5621delT,NM_022068),导致移码和过早终止(Leu1874ArgfsTer5)。通过全基因组测序发现并经Sanger测序证实的突变与该家族中的疾病分离。ExAC数据库中未发现该突变(2016年5月2日)。对患者细胞的分析表明,突变导致非传感介导的mRNA衰变,并可能导致功能丧失。


.0015关节发育,远侧,本体感觉和触觉受损

PIEZO2,3-BP DEL/4-BP INS,NT1550
SNP:rs1057519426,临床变量:RCV000415610

Delle Vedove等人(2016)在患有本体感觉和触觉受损的远端关节发育不全的利比亚血统近亲家族的3名成员(DAIPT;617146)中,在PIEZO2基因第13外显子中发现了纯合子c.1550_1552delGCTinsCGAA变化(c.1550~1552delGC TinsCGIA,NM_022068),导致移码和过早终止(Ser517ThrfsTer48)。通过全基因组测序发现并经Sanger测序证实的突变与该家族中的疾病分离。ExAC数据库中未发现该突变(2016年5月2日)。对患者细胞的分析表明,突变导致全长转录物的非传感介导mRNA衰减,以及导致外显子13框内缺失的剪接缺陷。这些发现与功能丧失一致。


.0016关节软骨发育,远侧,本体感觉和触觉受损

PIEZO2,11-BP DEL,NT3019
SNP:rs1057519626,临床变量:RCV000415541

Delle Vedove等人(2016)在一个印度血缘近亲家族的3名成员中发现,PIEZO2基因第20外显子存在11 bp纯合缺失(c.3019_3029del,NM_022068),导致移码和过早终止(Pro1007LeufsTer3)。通过纯合子定位和Sanger测序发现的突变与该家族中的疾病分离。在ExAC数据库中未发现该突变(2016年5月2日)。对患者细胞的分析表明,突变导致非传感介导的mRNA衰变,并可能导致功能丧失。


.0017关节软骨发育,远端,3型

压电2,ARG2718GLN
单号:rs587777452,临床变量:RCV000778125,RCV003148862

在一个分离远端关节发育不良(DA3;114300)的中国家系的受影响成员中,Li等人(2018)确定了PIEZO2基因第52外显子中c.8153G-a过渡的杂合性,导致在高度保守的残基处发生arg2718-to-gln(R2718Q)替代。该突变是通过外显子组测序发现并经Sanger测序证实的,与该家族中的疾病分离,在公共变异数据库中未发现,包括ExAC、gnomAD、ESP6500、1000基因组项目或dbSNP。Li等人(2018年)临床诊断该家族的表型为DA1(见108120)。分子模型表明,R2718Q突变对PIEZO2构象的影响小于相同密码子(613629.0006和613629.007)上的其他两个突变,这导致了更严重的表型。


.0018关节软骨发育,远端,本体感觉和触觉受损

ARG462TER皮埃佐2
单号:rs1568069621,临床变量:RCV000779589、RCV000855470

通过对一名18岁患有远端关节发育不良且本体感觉和触觉受损的男孩(DAIPT;617146)进行靶向基因筛查,该男孩出生于土耳其近亲父母,Haliloglu等人(2017年)确定了PIEZO2基因中c.1384C-T转变的纯合子(c.1384C-T,NM_022068),导致arg462-ter(R462X)替代。他的父母是基因突变的杂合子,他们的远端关节松弛。


参考文献

  1. Alisch,F.、Weichert,A.、Kalache,K.、Paradiso,V.、Longardt,A.C.、Dame,C.、Hoffmann,K.和Horn,D。与PIEZO2突变相关的家族性戈登综合征。美国医学遗传学杂志。173A:254-2592017年。[公共医学:27714920][全文:https://doi.org/10.1002/ajmg.a.37997]

  2. Altman,H.S.,Davidson,L.T。先天性肌萎缩(先天性多发性关节发育不良)。《儿科杂志》。15: 551-557, 1939.

  3. 贝克尔,K.,斯普利特,M。远端关节发育不良和腭裂一家系:Gordon综合征和Aase-Smith综合征可能重叠。临床。迪斯莫普。10: 41-45, 2001.[公共医学:11152147][全文:https://doi.org/10.1097/00019605-2001001000-00009]

  4. Chesler,A.T.、Szczot,M.、Bharucha-Goebel,D.、Ceko,M.,Donkervoort,S.、Laubacher,C.、Hayes,L.H.、Alter,K.、Zampieri,C.、Stanley,C.、Innes,A.M.、Mah,J.K.、Grosmann,C.M.、Bradley,N.、Nguyen,D.、Foley,A.R.、Le Pichon,C.E.、Bonnemann,C.G。PIEZO2在人类机械化中的作用。新英格兰医学杂志375:1355-13642016。[公共医学:27653382][全文:https://doi.org/10.1056/NEJMoa1602812]

  5. Coste,B.、Houge,G.、Murray,M.F.、Stitziel,N.、Bandell,M.、Giovanni,M.A.、Philippakis,A.、Hoischen,A.、Riemer,G.,Steen,U.、Steen,V.M.、Mathur,J.、Cox,J.,Lebo,M.,Rehm,H.、Weiss,S.T.、Wood,J.N.、Maas,R.L.、Sunyaev,S.R.、Patapoutian,A.、。机械激活的离子通道PIEZO2中的功能获得突变导致一种亚型的远端关节塌陷。程序。美国国家科学院。科学。110: 4667-4672, 2013.[公共医学:23487782][全文:https://doi.org/10.1073/pnas.1221400110]

  6. Coste,B.,Mathur,J.,Schmidt,M.,Earley,T.J.,Ranade,S.,Petrus,M.J.,Dubin,A.E.,Patapoutian,A。Piezo1和Piezo2是不同的机械活化阳离子通道的基本组成部分。《科学》330:55-60,2010年。[公共医学:20813920][全文:https://doi.org/10.1126/science.1193270]

  7. Delle Vedove,A.、Storbeck,M.、Heller,R.、Holker,I.、Hebbar,M.,Shukla,A.、Magnusson,O.、Cirak,S.、Girisha,K.M.、O'Driscoll,M.和Loeys,B.、Wirth,B。本体感觉相关的PIEZO2双等位基因缺失导致肌肉萎缩,伴有围生期呼吸窘迫、关节发育不良和脊柱侧凸。Am.J.Hum.遗传学。99:1206-12162016年。注:勘误表:Am.J.Hum.Genet。99: 1405-1408, 2016.[公共医学:27843126][全文:https://doi.org/10.1016/j.ajhg.2016.09.019]

  8. 冯J.、罗J.、杨P.、杜J.、金B.S.、胡H。压电2通道-默克尔细胞信号调节触觉到瘙痒的转换。《科学》360:530-5332018年。[公共医学:29724954][全文:https://doi.org/10.1126/science.aar5703]

  9. B.D.弗里德曼、R.A.海登里奇。IIB型远端关节增生症:一个指标病例的进一步临床描述和54年随访。美国医学遗传学杂志。58: 125-127, 1995.[公共医学:8533802][全文:https://doi.org/10.1002/ajmg.1320580207]

  10. Haliloglu,G.,Becker,K.,Temucin,C.,Talim,B.,Kucuksahin,N.,Pergande,M.,Motameny,S.,Nurnberg,P.,Aydingoz,U.,Topaloglu,H.,Cirak,S。隐性PIEZO2停止突变导致远端关节发育不良,伴有远端肌肉无力、脊柱侧凸和本体感觉缺陷。J.Hum.遗传学。62: 497-501, 2017.[公共医学:27974811][全文:https://doi.org/10.1038/jhg.2016.153]

  11. P.A.哈特兹。个人沟通。马里兰州巴尔的摩,2010年11月11日。

  12. Lai,M.M.R.,Tettenborn,M.A.,Hall,J.G.,Smith,L.J.,Berry,A.C。一种新的常染色体显性遗传性关节增生症。医学遗传学杂志。28: 701-703, 1991.[公共医学:1941966][全文:https://doi.org/10.1136/jmg.28.10.701]

  13. 李,S,游,Y,高,J,毛,B,曹,Y,赵,X,张,X。TPM2和PIEZO2的新突变与两个中国家系的远端关节发育不良(DA)和轻度DA有关。BMC医学遗传学。仅限2018年19:179。注:电子文章。[公共医学:30285720][全文:https://doi.org/10.1186/s12881-018-0692-8]

  14. Mahmud,A.A.,Nahid,N.A.,Nassif,C.,Sayeed,M.S.B.,Ahmed,M.U.,Parveen,M.,Khalil,M.I.,Islam,M.M.,Nahar,Z.,Rypens,F.,Hamdan,F.F.,Rouleau,G.A.,Hasnat,A.,Michaud,J.L。患有进行性挛缩的兄弟姐妹的本体感觉和触觉通道PIEZO2缺失。临床。遗传学。91: 470-475, 2017.[公共医学:27607563][全文:https://doi.org/10.1111/cge.12850]

  15. Maksimovic,S.、Nakatani,M.、Baba,Y.、Nelson,A.M.、Marshall,K.L.、Wellnitz,S.A.、Firozi,P.、Woo,S.-H.、Ranade,S.,Patapoutian,A.、Lumpkin,E.A。表皮默克尔细胞是调节哺乳动物触觉受体的机械感觉细胞。《自然》509:617-6212014。[公共医学:24717432][全文:https://doi.org/10.1038/nature13250]

  16. McMillin,M.J.、Beck,A.E.、Chong,J.X.、Shively,K.M.、Buckingham,K.J.、Gilderswelle,H.I.S.、Aracena,M.I.、Aylsworth,A.S.、Bitoun,P.、Carey,J.C.、Clericzio,C.L.、Crow,Y.J.和其他34人。PIEZO2突变可导致Gordon综合征、Marden-Walker综合征和5型远端关节增生症。Am.J.Hum.遗传学。94: 734-744, 2014.[公共医学:24726473][全文:https://doi.org/10.1016/j.ajhg.2014.03.015]

  17. Nonomura,K.,Woo,S.-H.,Chang,R.B.,Gillich,A.,Qiu,Z.,Francisco,A.G.,Ranade,S.S.,Liberles,S.D.,Patapoutian,A。Piezo2感测气道扩张并调节肺膨胀引起的呼吸暂停。《自然》541:176-1812017。[公共医学:28002412][全文:https://doi.org/10.1038/nature20793]

  18. Pallotta,R.、Ehresmann,T.、Fusilli,P。家族性IIB型远端动脉粥样硬化(sic)病例中Dandy-Walker异常的发生。美国医学遗传学杂志。95: 477-481, 2000.[公共医学:11146470][全文:https://doi.org/10.1002/1096-8628(20001218)95:5<477::aid-ajmg13>3.0.co;2米]

  19. Ranade,S.S.、Woo,S.-H.、Dubin,A.E.、Moshourab,R.A.、Wetzel,C.、Petrus,M.、Mathur,J.、Begay,V.、Coste,B.、Mainquist,J.,Wilson,A.J.、Francisco,A.G.、Reddy,K.、邱,Z.、Wood,J.N.、Lewin,G.R.、Patapoutian,A。压电陶瓷2是小鼠触觉机械力的主要传感器。《自然》516:121-1252014。[公共医学:25471886][全文:https://doi.org/10.1038/nature13980]

  20. Sahni,J.、Kaye,S.B.、Fryer,A.、Hiscott,P.、Bucknall,R.C。IIB型远端关节增生症:未报告的眼部表现。美国医学遗传学杂志。127A:35-392004年。[公共医学:15103714][全文:https://doi.org/10.1002/ajmg.a.20634]

  21. Schrander-Stumpel,C.T.R.M.,Howeler,C.J.,Reekers,A.B.A.,De Smet,N.M.A.,Hall,J.G.,Fryns,J.-P。关节增生症、眼肌麻痹和视网膜病变:一种新型关节增生症的确认。医学遗传学杂志。30: 78-80, 1993.[公共医学:8423615][全文:https://doi.org/10.1136/jmg.30.1.78]

  22. 王,L.,周,H.,张,M.,刘,W.,邓,T.,赵,Q.,李,Y.,雷,J.,李,X.,肖,B。哺乳动物触觉通道PIEZO2的结构和机械化。《自然》573:225-2292019年。[公共医学:31435011][全文:https://doi.org/10.1038/s41586-019-1505-8]

  23. Williams,M.S.、Elliott,C.G.、Bamshad,M.J。肺部疾病是5型远端关节增生症的一个组成部分。美国医学遗传学杂志。143A:752-7562007年。[公共医学:17345626][全文:https://doi.org/10.1002/ajmg.a.31648]

  24. Woo,S.-H.,Ranade,S.,Weyer,A.D.,Dubin,A.E.,Baba,Y.,Qiu,Z.,Petrus,M.,Miyamoto,T.,Reddy,K.,Lumpkin,E.A.,Stucky,C.L.,Patapoutian,A。Merkel-cell机械传输需要压电陶瓷2。《自然》509:622-62622014年。[公共医学:24717433][全文:https://doi.org/10.1038/nature13251]

  25. Zeng,W.-Z.,Marshall,K.L.,Min,S.,Daou,I.,Chapleau,M.W.,Abboud,F.M.,Liberles,S.D.,Patapoutian,A。PIEZOs介导血压和压力感受器反射的神经元感应。《科学》362:464-4672018年。[PubMed:30361375][全文:https://doi.org/10.1126/science.aau6324]


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