跳到主页内容
美国国旗

美国政府的官方网站

Dot政府

gov意味着它是官方的。
联邦政府网站通常以.gov或.mil结尾。之前分享敏感信息，确保你在联邦政府政府网站。

Https系统

该站点是安全的。
这个https（https）：//确保您连接到官方网站，并且您提供的任何信息都是加密的并安全传输。

访问密钥 NCBI主页 MyNCBI主页 主要内容 主导航
.2018年3月28日；14（3）：e1007297。
doi:10.1371/journal.pgen.1007297。 eCollection 2018年3月。

二磷酸肌醇五磷酸激酶PPIP5K2的突变与人类和小鼠的听力损失有关

里兹万·尤萨夫 1, 顾春芳 2, 祖拜尔·M·艾哈迈德 三, 沙欣·N·汗 4, 托马斯·弗里德曼 5, 谢赫·里阿祖丁 6, 斯蒂芬·谢尔斯 2, 赛马·里阿祖丁 1
附属公司

二磷酸肌醇-五磷酸激酶PPIP5K2的突变与人和小鼠的听力损失相关

里兹万·尤萨夫等。 公共科学图书馆-基因. .

摘要

常染色体隐性非综合征性听力损失是一种遗传异质性疾病。在这里，我们报告了一个位于染色体5q13.2-q23.2上的严重感音神经性耳聋基因座DFNB100。外显子富集后进行大规模平行测序显示，PPIP5K2中的c.2510G>a过渡型变异体与DFNB100相关的听力损失在两个明显无关的巴基斯坦大家庭中分离。PPIP5Ks酶相互转化5-IP7和IP8，这是焦磷酸肌醇（PP-IP）细胞吞噬家族的两个关键成员。它们在细胞信号传递和生物能量稳态界面的作用可以影响许多生物过程。预计c.2510G>A过渡变异体将用组氨酸（p.Arg837His）替代PPIP5K2磷酸酶域中高度不变的精氨酸残基。生化研究表明，p.Arg837His变体降低PPIP5K2的磷酸酶活性并提高其激酶活性。我们发现，在小鼠内耳中，PPIP5K2在耳蜗和前庭感觉毛细胞、支持细胞和螺旋神经节神经元中表达。Ppip5k2磷酸酶结构域靶向缺失的纯合小鼠表现出耳蜗外毛细胞退化和听力阈值升高。我们证明PPIP5K2在人类听力中起作用，这表明PP-IP信号对内耳毛细胞的维持和功能很重要。

PubMed免责声明

利益冲突声明

提交人声明，不存在相互竞争的利益。

数字

图1
图1。分离DFNB100耳聋和代表性纯音听力图的家族谱系。
（A，B）正方形和圆圈分别表示男性和女性家庭成员。填充符号代表受影响的个人。（C） PKDF041家族个体的纯音空气传导阈值VI:2（9岁男性）和V:5（42岁男性）。个体VI:2听阈在正常范围内，而个体V:5的双耳HL较深。右耳空气传导：O；左耳空气传导：X。（D）PKDF751家族个体的纯音空气传导阈值V:2（女性23岁）显示双耳高度HL。相反，个体V:7（男性20岁）的听力阈值在正常范围内。
图2
图2。中的点突变PPIP5K2型与DFNB100听力损失（HL）相关。
（A） 所选区域的核苷酸序列色谱图PPIP5K2型来自在DFNB100家族中分离的携带c.2510G>A[p.（Arg837His）]突变的纯合WT（正常）和受影响个体的外显子21。（B） 人类PPIP5K2型该基因有33个外显子。交替拼接PPIP5K2型产生了许多不同的转录物，预计这些转录物会影响非催化固有无序区（IDR）的组成。非编码5'和3'UTR为灰色矩形，编码激酶、磷酸酶（pase）和IDR结构域的序列以及外显子的其他编码区域分别用橙色、浅绿色、深绿色和黑色方框表示。核苷酸和氨基酸变体PPIP5K2型也显示了。磷酸酶结构域下的蓝色条表示商用多克隆抗体的抗原区域。（C） PPIP5K生化功能示意图。箭头指示反应的方向。（D） 11种脊椎动物和1种非脊椎动物（果蝇）的PPIP5K2氨基酸保护。保守氨基酸以灰色阴影显示，而p.Arg837氨基酸受c.2510G影响>在我们的DFNB100家族中发现的变异，用箭头表示。（E） FLAG标记的WT PPIP5K2（21.5±1.5 nmol/mg蛋白质/min）和PPIP5K的磷酸酶活性R837H（兰特）（16.9±2.1 nmol/mg蛋白质/min），如方法部分所述进行测定（*p<0.05，n=5；平均值±SE）。（F） FLAG标记的WT PPIP5K2（0.9±0.21 nmol/mg蛋白质/min）和PPIP5K的激酶活性R837H（兰特）（1.44±0.29 nmol/mg蛋白质/min）的测定如方法部分所述（*p<0.03，n=5；平均值±SE）。
图3
图3。PPIP5K2定位于小鼠内耳的感觉细胞和非感觉细胞。
（A） 的表达式第5页第2页成年（P150）小鼠Gapdh公司（ΔCT）和Ppip5k1管道表达式（ΔΔCT）。（B） 内耳一个线圈的横切面显示PPIP5K2在整个耳蜗管中的扩散细胞质免疫标记，包括螺旋神经节神经元（SG）、皮层器官（OC）和血管纹（SV）。（C） PPIP5K2的表达在WT小鼠的测试年龄段持续存在，从出生后第16天的早期到9个月大。比例尺：100微米（面板A）和20微米（面板C）。
图4
图4。Ppip5k2管道K（K）^/K^小鼠表现出迟发性高频进行性HL。
（A） 的示意图Ppip5k2管道K（K）^等位基因（左）和由此截短的PPIP5K2蛋白（右），组氨酸酸性磷酸酶基序（HP）截短（仅前82个残基）。（B） FLAG标记的WT（0.9±0.21）和PPIP5K2的激酶活性1-466（20.3±1.0），具有激酶和HP基序，但没有磷酸酶活性，对应于小鼠表达的蛋白质Ppip5k2管道K（K）^等位基因（*p<0.001，n=5；平均值±SE）。（C） IP6、IP7和IP8的水平通过HPLC测定PPIP5K1/2型转染不同基因的双敲除（DKO）HEK293细胞PPIP5K2型结构。条形图显示平均值±SE（n=6，PPIP5K2除外1-466n=5）。DKO细胞的IP7/IP6比率（0.057±0.009，n=6），转染FLAG标记WT的DKO细胞（0.05±0.006），PPIP5K2R837H（兰特）（0.048±0.006）和PPIP5K21-466（0.028±0.0029；*p<0.011）。还显示了DKO细胞（0±0）、用FLAG标记的WT转染的细胞（0.0049±0.0012）、PPIP5K2中的IP8/IP6比率（*p＜0.023）H837R型（0.0051±0.0014）和PPIP5K21-466（0.028±0.008）构造。（D） 平均点击和纯音诱发ABR阈值（dB SPL）Ppip5k2管道+/+,Ppip5k2管道+/K（K）^、和Ppip5k2管道K（K）^/K^在不同时间点（P60、P90、P120、P150）进行评估（n=7；平均值±SEM）。早在年P60，就检测到32kHz的平均ABR阈值升高Ppip5k2管道K（K）^/K^并且随着年龄的增长而继续增加。在P120和P150Ppip5k2管道K（K）^/K^小鼠在较高频率[24 kHz（**p<0.001）和32 kHz]时有较深的HL。也，Ppip5k2管道+/K（K）^小鼠在较高频率[24 kHz（p<0.05）和32 kHz]时表现出较高的听力损失。这些结果表明，小鼠PPIP5K2功能受损与晚发性高频进行性HL相关。然而，正如预期的那样，由于C57BL/6基因背景小鼠的年龄相关性听力损失，32 kHz时的ABR阈值在P120和P150时也在WT小鼠中升高。
图5
图5。Ppip5k2管道K（K）^/K^小鼠ABR波I振幅出现迟发性高频下降。
平均纯音诱发ABR波I振幅和潜伏期Ppip5k2管道+/+,Ppip5k2管道+/K（K）^、和Ppip5k2管道K（K）^/K^在不同的时间点（P60、P90、P120、P150）进行评估（n=7；平均值±SEM）。在P120处检测到24KHz的I波振幅显著降低Ppip5k2管道K（K）^/K^小鼠（p<0.01）。在P150，纯合子和杂合子Ppip5k2管道K（K）^小鼠在24KHz时的I波振幅显著降低（**p<0.05）。这些结果表明PPIP5K2突变小鼠迟发性听觉神经元功能受损。
图6
图6。Ppip5k2管道K（K）^小鼠在检测高频声音的基础耳蜗转弯处出现迟发性OHC变性。
（A） 用毛细胞标记物MYO7A抗血清标记的Corti器官的共焦图像，位于Ppip5k2管道+/+,Ppip5k2管道+/K（K）^、和Ppip5k2管道K（K）^/K^P150的小鼠。在WT小鼠中，死亡OHC的位置用星号（*）标记，仅在基底部转弯处观察到。相比之下，在Ppip5k2管道+/K（K）^、和Ppip5k2管道K（K）^/K^这与在这些小鼠中观察到的高频HL相关。比例尺：20μm。（B） 内毛细胞和外毛细胞在Ppip5k2管道+/+,Ppip5k2管道+/K（K）^、和Ppip5k2管道K（K）^/K^P150的小鼠。为了量化目的，从每种基因型的三只不同的小鼠中分离出Corti器官，并在顶部、中部和底部线圈区域200μm范围内对毛细胞进行计数。未观察到IHC数量的显著差异。而在OHC数（平均值±SEM）的情况下，在Ppip5k2管道+/K（K）^、和Ppip5k2管道K（K）^/K^小鼠，这与该年龄段在两种基因型中观察到的高频HL相一致。
请参阅PMC中的此图像和版权信息

类似文章

查看所有类似文章

引用人

查看所有“被引用”文章

工具书类

    1. 莫顿CC，南斯WE。新生儿听力筛查——一场无声的革命。《新英格兰医学杂志》2006；354(20):2151–64. 数字对象标识：10.1056/NEJMra050700.-内政部-公共医学
    1. Duman D，Tekin M.常染色体隐性非综合征性耳聋基因：综述。Front Biosci（Landmark Ed）。2012;17:2213–36. ; 公共医疗中心PMCID:PMCPMC3683827。-项目管理咨询公司-公共医学
    1. Scheffer DI、Shen J、Corey DP、Chen ZY。小鼠内耳毛细胞在发育过程中的基因表达。神经科学杂志。2015;35(16):6366–80. 数字对象标识：10.1523/JNEUROSCI.5126-14.2015; 公共医疗中心PMCID:PMCPMC4405555。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学
    1. Ahmed ZM，Frolenkov GI，Riazudin S.Usher内耳结构和功能中的蛋白质。生理基因组学。2013;45(21):987–9. 数字对象标识：10.1152/生理遗传学00135.2013; 公共医疗中心PMCID:PMCPMC3841788。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学
    1. Dror AA，Avraham KB。听力障碍：一系列基因和功能。神经元。2010;68(2):293–308. 数字对象标识：2016年10月10日/j.neuron.2010.1011.-内政部-公共医学

出版物类型

物质