Два члена семейства цитоплазматических FMR1-взаимодействующих белков, CYFIP1 и CYFIP2 (также называемые Specifically Rac1-associated protein 1 [Sra1] и p53-inducible protein 121 [Pir121], соответственно), являются эволюционно консервативными белками, которые высоко экспрессируются в мозге. Человеческие CYFIP1 и CYFIP2 состоят из 1253 аминокислотных остатков, имеют молекулярную массу около 145 кДа и имеют около 88 % идентичности последовательности, что предполагает сходные молекулярные функции. Действительно, оба белка были первоначально идентифицированы как партнеры по связыванию fragile X messenger ribonucleoprotein (FMRP), потеря которого вызывает синдром fragile X [1], с помощью дрожжевого двугибридного скрининга [2]. Однако их роль как важнейших компонентов Wiskott–Aldrich syndrome protein family verprolin-homologous protein (WAVE) regulatory complex (WRC) гораздо более обоснованна (об этом подробнее говорится ниже). WRC - это гетеропентамерный комплекс, который объединяет различные сигналы, идущие сверху, и регулирует полимеризацию актина и ветвление в различных клеточных компартментах, таких как синапсы нейронов в мозге [3,4].

Примечательно, что становится все более очевидным, что CYFIP1 и CYFIP2 также имеют различные функции в головном мозге [5]. Это различие, вероятно, связано с их различными пространственно-временными паттернами экспрессии на региональном, клеточном и даже субклеточном уровнях мозга. Например, уровень транскрипта CYFIP1 достигает пика в первом триместре беременности и постепенно снижается у взрослых, в то время как уровень транскрипта CYFIP2 в мозге человека имеет противоположную картину (Human Brain Transcriptome: https://hbatlas.org/). Кроме того, белок CYFIP1 экспрессируется как в нейронах, так и в глиальных клетках, в то время как CYFIP2 обнаруживается преимущественно в нейронах [6]. Такой дифференциальный паттерн экспрессии позволяет CYFIP1 и CYFIP2 взаимодействовать с разными наборами белков, наделяя их различными молекулярными функциями помимо их общей роли в WRC [7].

Гены CYFIP1 и CYFIP2 расположены на хромосомных участках человека 15q11.2 и 5q33.3, соответственно. Примечательно, что CYFIP1 - один из четырех генов (наряду с TUBGCP5, NIPA1 и NIPA2), расположенных между точками разрыва 1 и 2 (BP1-BP2) в регионах синдрома Прадера-Вилли и синдрома Ангельмана. Делеции и дупликации CYFIP1 были выявлены у пациентов с нейроразвивающими и нейропсихиатрическими расстройствами, такими как расстройства аутистического спектра (ASDs) и шизофрения [8,9]. Более того, у двух человек, несущих редкие биаллельные миссенс-варианты CYFIP1 (p.Ile476Val; p.Pro742Val), были выявлены аутистические расстройства и умственная отсталость [10]. Для выяснения подробных нейробиологических фенотипов и механизмов, от молекулярного до circuit уровней, лежащих в основе CYFIP1-ассоциированных нарушений мозга, было проведено несколько исследований на животных моделях [[10-26]]. Однако освещение этих исследований выходит за рамки данного обзора. Мы отсылаем читателей к нескольким отличным обзорам, в которых всесторонне обобщены эти результаты [[27-29]].

В этой статье мы сосредоточимся на вариантах CYFIP2, недавно выявленных у пациентов с нейроразвивающими расстройствами, характеризующимися ранним началом эпилепсии, регрессом развития и умственной отсталостью. Мы изучим возможные молекулярные механизмы, связанные с этим, и рассмотрим различные мышиные модели, которые были созданы и охарактеризованы на сегодняшний день [30].

Интерстициальные делеции хромосомной области, содержащей ген CYFIP2, были зарегистрированы у пациентов с легкой или тяжелой умственной отсталостью, задержкой развития, лицевым дисморфизмом или синдромом гемиконвульсии-гемиплегии-эпилепсии (HHE) [[31-35]]. Однако эти делеции охватывают и другие гены, такие как субъединица рецептора гамма-аминомасляной кислоты типа А α1 (GABRA1), β2 (GABRB2) и γ2 (GABRG2), которые кодируют различные субъединицы GABA_A-рецепторов, участвующих в опосредовании тормозной синаптической передачt в нейронах [36]. Это затрудняет однозначное отнесение клинических симптомов именно к потере CYFIP2.

С 2018 года несколько исследовательских групп идентифицировали de novo варианты CYFIP2 с помощью полногеномного или геномного секвенирования пациентов с нейроразвивающими расстройствами. Nakashima et al. сообщили о «горячих точках» CYFIP2 (p.Arg87Cys, p.Arg87Leu и p.Arg87Pro) у четырех не-родственных людей с эпилептическими энцефалопатиями (эпилептическая энцефалопатия развития-65 [DEE65]) [37]. У этих людей, как правило, наблюдались трудноизлечимые припадки, начавшиеся в первые шесть месяцев жизни, а также задержка психомоторного развития, микроцефалия, лицевые дисморфии и гипотония, что привело к диагнозам «синдром Ohtahara» и «синдром West». С тех пор варианты p.Arg87 неоднократно регистрировались другими группами у пациентов с синдромом West [[38-42]]. Из шестнадцати пациентов с вариантами p.Arg87, о которых сообщалось на сегодняшний день, у девяти был точно диагностирован синдром West, у двух - синдром Ohtahara, а диагноз оставшихся пяти был неясен, хотя у двух из них наблюдались эпилептические спазмы. Синдром West, также известный как инфантильные спазмы, - редкое (частота встречаемости 2-3 на 10 000 живорожденных), но тяжелое нарушение нервного развития, характеризующееся спазмами, hypsarrhythmia на электроэнцефалограмме и регрессом в развитии, обычно проявляющееся в течение первого года жизни [43].

Примечательно, что также сообщалось о младенце с эпилептической энцефалопатией, несущем de novo гетерозиготную внутрикаркасную делецию трех аминокислот в CYFIP2 (p.Trp86_Ser88del) [44], что подчеркивает критическое влияние остатка Arg87 на развитие заболевания. Помимо вариантов Arg87, были выявлены дополнительные de novo миссенс и сплайсинговые варианты в гене CYFIP2 (рис. 1) у пациентов с более широким спектром фенотипов, включая легкую и тяжелую умственную отсталость, эпилептическую энцефалопатию, мышечную гипотонию и дисморфические черты [40,42,45]. Корреляция генотип-фенотип показала, что пациенты с вариантом p.Arg87 демонстрируют более тяжелые клинические фенотипы, чем пациенты с другими вариантами [42]. Структурное моделирование WRC показало, что эти миссенс-варианты расположены на интерфейсе взаимодействия между CYFIP2 и другими компонентами WRC или вышележащим регулятором Rac1, что указывает на потенциальное влияние варианта на регуляцию динамики актина в клетках [37,42]. Однако для изучения других возможных эффектов и механизмов требуются дальнейшие исследования.



Fig. 1 Summary of CYFIP2 variants identified in neurodevelopmental disorders. The positions of CYFIP2 variants identified in patients with neurodevelopmental disorders are marked on the CYFIP2 protein, with the height of each bar representing the number of reported cases for each variant. Regions of the CYFIP2 protein involved in interactions with binding partners are indicated by different colors.

Как упоминалось выше, и CYFIP1, и CYFIP2 являются важными компонентами гетеропентамерного WRC, что позволяет им попеременно функционировать в составе этого комплекса (рис. 2А). В состав WRC входят WAVE, CYFIP, Nck-ассоциированный белок (NAP), Abelson-interacting protein (ABI) и hematopoietic stem progenitor cell 300 (HSPC300) [3]. Чтобы тонко регулировать динамику актина в клетках, WRC остается в исходно неактивном состоянии, предотвращая активацию своего последующего эффектора - комплекса актин-связанного белка 2/3 (Arp2/3). Ключевым аспектом этого ингибирования является роль CYFIP, который связывается и секвестирует несущий активность С-концевой VCA (гомология верпролина, центральная и кислотная области) домен WAVE, предотвращая его взаимодействие с Arp2/3 [46]. Однако инозитолфосфолипиды и активная GTP-связанная форма малой ГТФазы Rac1 (Rac1-GTP) совместными усилиями рекрутируют WRC к плазматической мембране, вызывая конформационные изменения, которые высвобождают домен VCA. Это высвобождение позволяет домену VCA связывать и активировать комплекс Arp2/3, который впоследствии присоединяется к материнской актиновой нити, инициируя ветвление и полимеризацию актина [47]. Во время этого процесса активации Rac1-GTP напрямую взаимодействует с CYFIP, что подчеркивает важнейшую роль CYFIP как в ингибировании, так и в активации WRC.

Fig. 2. Schematic diagram illustrating the hypothesis of how CYFIP2 variants affect its molecular functions, leading to neurodevelopmental disorders. (A) The two facets of CYFIP2's molecular functions include (1) regulation of actin polymerization and branching via interactions with the WAVE regulatory complex (WRC) and other actin regulators, and (2) regulation of mRNA processing and translation through interactions with RNA-binding proteins (RBPs) and membraneless organelle (MLO) proteins. The eukaryotic translation initiation factor 2 (eIF2a) may serve as a mediator between these two pathways. (B) The CYFIP2 wild-type (WT) protein maintains balanced physical and functional interactions with various protein groups, notably the WRC, involved in actin regulation, as well as RBPs and MLO proteins, which are crucial for mRNA processing and translation regulation. These interactions are essential for supporting normal neuronal development and function (upper panel). Meanwhile, CYFIP2 mutant (Mut) proteins lose these balanced interactions, potentially in different ways depending on the specific mutation (A, B, or C), leading to abnormal neuronal development and function. Specifically, the p.Arg87 hotspot variants can be categorized as Mut A, which induces decreased CYFIP2-WRC but increased CYFIP2-RBP interactions. Determining which CYFIP2 variants summarized in Fig. 1 belong to Mut B or C requires further in vitro and in vivo investigations. Since each mutation may affect molecular functions to varying degrees, this could explain the diverse clinical spectrums and severities observed in patients (lower panel).

Важно отметить, что стабильность каждого компонента в составе WRC взаимозависима, так как снижение экспрессии одного компонента приводит к снижению уровня других, что указывает на их тесное взаимодействие [48,49]. Однако отдельные компоненты WRC также обычно участвуют в дополнительных белковых комплексах в клетках, что расширяет их функции за пределы динамики актина [50,51]. В случае CYFIP2 идентификация белков в комплексе CYFIP2, выделенном из неонатального переднего мозга мышей Cyfip2-3xFlag knock-in (KI), на основе масс-спектрометрии выявила в общей сложности 140 белков [52]. Этот интерактом CYFIP2 включал не только другие компоненты WRC и другие актин-регулирующие белки, но и несколько РНК-связывающих белков (RBPs), таких как белки Argonaute (AGO). Кроме того, количественный протеомный анализ переднего мозга эмбриональных нокаутных мышей Cyfip2 выявил 278 дифференциально экспрессированных белков (DEPs), преимущественно пониженной регуляции по сравнению с мышами дикого типа (WT) [53]. Эти DEP включали не только компоненты WRC, но и многочисленные RBP и белки, связанные с различными безмембранными органеллами (MLO) [54], такими как стрессовые гранулы и процессинговые тела (P-тела), что еще больше подтверждает физическую и функциональную связь между CYFIP2 и регуляторами процессинга и трансляции мРНК (рис. 2А). Кроме того, недавнее исследование показало, что CYFIP2 взаимодействует с эукариотическим фактором инициации 4E (eIF4E), тем самым влияя на трансляцию нескольких целевых мРНК [55].

Хотя точные механизмы, с помощью которых CYFIP2 координирует динамику актина и процессинг/трансляцию мРНК, остаются неясными, наше недавнее исследование предполагает, что эти пути могут пересекаться через эукариотический фактор инициации трансляции 2 (eIF2α) [53]. eIF2α играет важнейшую роль в регуляции инициации трансляции мРНК и модулировании формирования и динамики MLOs в ответ на клеточный стресс [56]. Во время интегрированного стрессового ответа (ISR) стресс-чувствительные киназы фосфорилируют eIF2α по серину 51, снижая трансляцию мРНК и способствуя образованию стрессовых гранул. Когда ISR стихает, комплекс протеинфосфатазы 1 (PP1), включающий мономерный G-актин, дефосфорилирует eIF2α, восстанавливая трансляцию мРНК и MLOs, такие как разборка стрессовых гранул [57]. Полученные нами данные позволили предположить, что CYFIP2, благодаря своей роли в WRC, регулирует соотношение G/актин в клетке, что, в свою очередь, влияет на PP1-зависимое дефосфорилирование eIF2α [53]. Таким образом, CYFIP2 регулирует баланс между трансляцией мРНК и формированием MLOs, объединяя две свои молекулярные функции: прямое взаимодействие с RBPs и MLOs-ассоциированными белками и косвенное влияние на фосфорилирование eIF2α через зависимую от WRC динамику актина (рис. 2А).

Понимание того, влияют ли выявленные у пациентов варианты CYFIP2 на молекулярные функции CYFIP2 и каким образом, имеет решающее значение для выяснения механизмов их патологии. Было показано, что некоторые варианты, в частности «горячая точка» p.Arg87, снижают стабильность белка CYFIP2, возможно, за счет гиперубиквитинирования и протеасомной деградации [58,59]. Следовательно, эти варианты могут влиять на уровни экспрессии и функции других CYFIP2-взаимодействующих белков, что было продемонстрировано на примере снижения регуляции WAVE у мышей KI, несущих вариант Cyfip2 p.Arg87Cys (Cyfip2+/R87C mice) [59]. Более того, при сопоставлении с раскрытой кристаллической структурой WRC [46] большинство миссенс-вариантов CYFIP2 располагались на стыках между CYFIP2 и другими компонентами WRC, в частности WAVE, и, как предполагается, ослабляли эти взаимодействия [37,40,42]. Учитывая ингибирующую роль CYFIP2, эти варианты могут приводить к аберрантной активации WRC и усилению полимеризации актина в клетках. По сравнению с относительно более изученным влиянием вариантов CYFIP2 на WRC-зависимую регуляцию актина, меньше известно об их воздействии на роль CYFIP2 в процессинге и трансляции мРНК. Однако исследования избыточной экспрессии в клетках HeLa показали, что белки CYFIP2 с мутациями Arg87Cys, Arg87Leu или Arg87Pro, но не WT CYFIP2, ингибируют образование стрессовых гранул, вызванное окислительным стрессом [52]. Механистически эти мутантные белки с Arg87 образуют внутриклеточные кластеры независимо от окислительного стресса, возможно, связывая RBPs, такие как AGO, необходимые для формирования стрессовых гранул. В сочетании со структурной моделью, предполагающей ослабление взаимодействий между мутантами CYFIP2 и WAVE, можно предположить, что мутанты CYFIP2 Arg87 могут изменять свое комплексообразование, уменьшая взаимодействие с WRC и увеличивая взаимодействие с RBPs [52]. Действительно, в мозге мышей Cyfip2+/R87C мы наблюдали пониженную экспрессию белков WAVE1 и повышенную экспрессию белков AGO1 [59]. Этот сдвиг может нарушить тонкую настройку ключевых клеточных процессов, что потенциально может привести к аномальному развитию и функционированию нейронов (рис. 2В). Однако эта гипотеза требует дальнейшего подтверждения in vivo.

Примечательно, что ген Cyfip2 был идентифицирован как генетический локус, лежащий в основе различий в поведенческом ответе на психостимуляторы между субстратами мышей C57BL/6J и C57BL/6N, как показал анализ локусов количественных признаков (QTL) [60]. В частности, за это различие отвечает несинонимичный однонуклеотидный полиморфизм (SNP), приводящий к миссенс-мутации серина в фенилаланин (S968F) в белке CYFIP2 субстрата C57BL/6N. Это было подтверждено тем, что мутация Cyfip2 S968F KI (Cyfip2S968F/S968F) у мышей на фоне C57BL/6 J была достаточной для изменения поведения, связанного с вознаграждением за употребление кокаина [61]. Механистически мыши Cyfip^2S968F/S968F демонстрировали изменения в работе нейронов, вызванные кокаином, и структурную пластичность в ядре accumbens, что, вероятно, обусловлено аномальной динамикой актина в синаптическом отсеке [61,62].

Помимо SNP S968F, наблюдаемого между субстратами мышей C57BL/6J и C57BL/6N, было создано и охарактеризовано несколько моделей мышей с нокаутом и KI гена Cyfip2. Примечательно, что как Cyfip1-нулевые, так и Cyfip2-нулевые (т.е. обычный нокаут, Cyfip2-/-) мыши нежизнеспособны, причем летальность наступает на разных стадиях развития (ранняя эмбриональная для Cyfip1 и перинатальная для Cyfip2), что убедительно подтверждает разные функции CYFIP1 и CYFIP2 in vivo, по крайней мере, на ранних стадиях развития [49,63,64]. В случае мышей Cyfip2-/- они демонстрируют нормальную выживаемость до эмбрионального дня 18.5 (E18.5), что соответствует ожидаемому менделевскому соотношению. Однако размер их тела значительно меньше, чем у WT и гетерозиготных однопометников [49]. Несмотря на это, размер их мозга и общая цитоархитектура коры головного мозга выглядят нормальными. На молекулярном уровне транскриптомный анализ выявил повышение регуляции генов, связанных с внеклеточным матриксом, в коре головного мозга мышей Cyfip2-/- E18.5 по сравнению с мышами WT E18.5 [49]. Кроме того, у эмбрионов Cyfip2-/- в стриатуме, но не в гиппокампе, наблюдались аномалии ядерной мембраны и Р-тел, что потенциально связано с взаимодействием CYFIP2 с RBPs и MLO-ассоциированными белками [53].

В связи с перинатальной летальностью мышей Cyfip2-/- гетерозиготные мыши Cyfip2 (Cyfip2+/-) были первоначально охарактеризованы с точки зрения их постнатальных фенотипов. Поведенчески взрослые (8-12-недельные), но не ювенильные (3-недельные) мыши Cyfip2+/- демонстрировали гиперлокомоцию, сниженную тревожность, уменьшенную акустическую пусковую реакцию и усиленное препульсивное торможение [63]. Кроме того, хотя у них не наблюдалось спонтанных судорог, взрослые мыши Cyfip2+/- демонстрировали повышенную восприимчивость к судорогам, вызванным пентилентетразолом (PTZ), по сравнению с мышами WT [65]. Интересно, что эти поведенческие фенотипы сходны с теми, что наблюдаются у мышей с хрупким X рибонуклеопротеином 1 (Fmr1)-null (Fmr1^-/y), модели синдрома хрупкой X, и усугубляются у мышей с двойным мутантом (Cyfip2+/-;Fmr1-/y), что свидетельствует о синергическом взаимодействии между CYFIP2 и FMRP. Более того, как и у мышей Fmr1-/y [66], повышенная подвижность, снижение тревожности и повышенная восприимчивость к PTZ-индуцированным судорогам, наблюдаемые у взрослых Cyfip2+/- мышей, были ослаблены острым лечением литием [65]. Механически у взрослых мышей Cyfip2+/- наблюдалось увеличение дендритных отростков, усиление возбуждающей синаптической передачи и повышение возбудимости в нейронах слоя 5 медиальной префронтальной коры (mPFC). Лечение литием избирательно нормализовало повышенную возбудимость, но не отменяло другие наблюдаемые изменения [65]. На молекулярном уровне, в соответствии с повышенной возбудимостью, несколько генов калиевых каналов были снижены в mPFC взрослых мышей Cyfip2+/- Однако это снижение не корректировалось литием, что позволяет предположить, что литий действует через другие механизмы для нормализации возбудимости нейронов [65].

Несколько условно нокаутных (cKO) мышей для Cyfip2 были получены путем скрещивания floxed мышей Cyfip2 с мышами, экспрессирующими Cre под определенными промоторами. Учитывая частые проблемы со зрением, наблюдаемые у пациентов с вариантами CYFIP2 [42], и экспрессию транскриптов Cyfip2 в сетчатке мыши, были получены и охарактеризованы мыши с Cyfip2 cKO (Cyfip2-floxed;Dkk3-Cre) в клетках предшественниках сетчатки [67]. Общая структура слоев сетчатки и клеточный состав оказались нормальными, однако в сетчатке Cyfip2 cKO наблюдалось небольшое количество неправильно локализованных амакриновых и ганглиозных клеток. Многоэлектродные записи показали, что ганглиозные клетки ON в сетчатке Cyfip2 cKO реагировали на вспышки света сильнее и продолжительнее по сравнению с сетчаткой WT. Кроме того, тесты ранних и поздних оптокинетических реакций выявили ухудшение зрительных функций у мышей Cyfip2 cKO. Транскриптомный анализ сетчатки у мышей Cyfip2 cKO выявил изменения в генах, связанных с деятельностью транспортеров и каналов [67], что в некоторой степени сходно с результатами, наблюдаемыми в коре головного мозга взрослых мышей Cyfip2+/-

Также были охарактеризованы постнатальные мыши Cyfip2 cKO, со специфичными для возбуждающих нейронов переднего мозга изменениями (Cyfip2-floxed; CaMKII?-Cre, обозначаемые как Ex Cyfip2 cKO, чтобы отличить от ретинальных Cyfip2 cKO) [68]. В mPFC мышей Ex Cyfip2 cKO нейроны как слоя 2/3, так и слоя 5 демонстрировали повышенную возбудимость и активность нейронов. Однако уровень F-актина был повышен только в нейронах слоя 5, что позволяет предположить, что CYFIP2-зависимая регуляция F-актина (вероятно, опосредованная WRC) и зависимая от возбудимости/активности нейронов может включать разные механизмы. Одна из возможностей заключается в том, что повышение воизбудимости/активности нейронов опосредовано ролью CYFIP2 в процессинге и трансляции мРНК, что приводит к изменению экспрессии генов ионных каналов [52,53,65]. В соответствии с хорошо известной связью между поведением социального доминирования и активностью нейронов в mPFC [69], как мышей Cyfip2+/-, так и мышей Ex Cyfip2 cKO демонстрировали более активное поведение социального доминирования по сравнению с сородичами WT, размещенными в той же клетке [68].

Недавно было сообщено о мышах Cyfip2 KI (Cyfip2^+/R87C), моделирующих вариант CYFIP2 с горячей точкой p.Arg87Cys [59]. Важно отметить, что мыши Cyfip2^+/R87C повторяли многие симптомы, наблюдаемые у пациентов, включая неонатальное спазмоподобное поведение, регресс развития (о чем свидетельствует снижение массы тела и задержка открытия глаз), мышечная гипотония и микроцефалия. Кроме того, у взрослых мышей Cyfip2^+/R87C наблюдались такие поведенческие аномалии, как избыточная подвижность, нарушение социального взаимодействия и дефекты ультразвуковой вокализации. Интересно, что после неонатального спазмоподобного поведения у ювенильных мышей Cyfip2^+/R87C не наблюдалось спонтанных судорог, но даже у взрослых отмечалась повышенная восприимчивость к PTZ-индуцированным судорогам по сравнению с мышами WT. Неожиданно оказалось, что нейроны СА1 гиппокампа у мышей Cyfip2^+/R87C демонстрировали прогрессирующую с возрастом дезорганизацию (дисперсию слоев), сопровождавшуюся одновременным глиозом с участием как астроцитов, так и микроглии [59]. Механизмы, лежащие в основе этих изменений, и их влияние на организменный уровень остаются неизвестными. На молекулярном уровне в мозге Cyfip2^+/R87C был снижен уровень белка CYFIP2, но не мРНК, что позволяет предположить участие посттрансляционных механизмов. Действительно, эксперименты по сверхэкспрессии в клетках HEK293T показали, что мутанты CYFIP2 Arg87 подвергаются усиленной убиквитинизации и протеасомной деградации по сравнению с WT CYFIP2 [59]. Кроме того, как описано выше, в мозге Cyfip2^+/R87C снижалась активность белков WAVE1 и повышалась активность белков AGO1 [59], что позволяет предположить, что мутанты Arg87, не влияя на стабильность самого CYFIP2, могут стабилизировать взаимодействие CYFIP2-RBP, ослабляя при этом взаимодействие CYFIP2-WRC. Хотя в мозге Cyfip2^+/R87C также наблюдались изменения в уровне F-актина (увеличение в mPFC) и в экспрессии генов (снижение регуляции kcng4), для лучшего понимания эффектов этого молекулярного сдвига во взаимодействиях CYFIP2 необходимы дальнейшие непредвзятые анализы, такие как транскриптомный анализ.

В целом, полученные результаты свидетельствуют о том, что различные мышиные модели Cyfip2 имеют разную степень клинической значимости (табл. 1) и что CYFIP2 может играть специфическую для возраста, региона и типа нейронов роль в мозге, что подчеркивает необходимость дальнейших исследований. В этой связи примечательно, что пожилые мыши Cyfip2+/- также демонстрируют сходные с болезнью Альцгеймера молекулярные, клеточные и поведенческие фенотипы [55,70] (см. также [71,72]), что еще больше связывает CYFIP2 с различными заболеваниями мозга.

Table 1. Summary of phenotypes in Cyfip2 mouse models and their relevance to clinical features in patients with CYFIP2 variants.

В отличие от гена CYFIP1, который давно ассоциируется с заболеваниями головного мозга, ген CYFIP2 только недавно был связан с нарушениями нейрального развития, а о его вариантах у пациентов стало известно в 2018 году. Тем не менее, последние исследования на молекулярном, клеточном и животном модельном уровнях постепенно раскрывают патологические механизмы, лежащие в основе CYFIP2-ассоциированных нейроразвивающих расстройств. Однако в разработке терапевтических стратегий все еще существуют значительные пробелы, что указывает на необходимость дальнейшего прогресса и сотрудничества между клиническими и фундаментальными исследованиями.

С клинической точки зрения важно систематически документировать различия в клинических симптомах у пациентов с различными вариантами CYFIP2 [42] и отслеживать их долгосрочный прогноз. Например, известно, что при синдроме West у значительной части пациентов даже после стихания первоначальных спазмов происходит прогрессирование в другие формы эпилепсии, включая синдром Lennox-Gastaut [73]. Однако остается неясным, будет ли у пациентов с вариантом CYFIP2 p.Arg87 наблюдаться подобная эволюция припадков и каким образом. Понимание этого процесса может открыть широкие возможности для предотвращения прогрессирования припадков у таких пациентов, что тесно связано с долгосрочными исходами, включая риск внезапной неожиданной смерти при эпилепсии (SUDEP) [74].

В области фундаментальных исследований ожидается прогресс в моделировании заболеваний с помощью iPSC, полученных от пациентов [75], а также в скрининге лекарств на основе механизмов и структур [76]. Также крайне важно определить функциональные различия между различными вариантами CYFIP2 на молекулярном, клеточном и организменном уровнях. Например, хотя известно, что вариант CYFIP2 p.Arg87 нарушает стабильность белка, это не полностью объясняет, почему мыши Cyfip2^+/R87C демонстрируют гораздо более тяжелые фенотипы, такие как значительная регрессия развития, по сравнению с мышами Cyfip2+/- Это позволяет предположить, что вариант CYFIP2 p.Arg87 может обладать токсичным усилением функции (например, смещением взаимодействия CYFIP2 с WRC на RBPs), что требует дальнейших детальных исследований и подтверждения. Эти результаты будут иметь решающее значение для принятия решения о необходимости аллель-специфического контроля экспрессии, например, с помощью терапии антисмысловыми олигонуклеотидами (ASOs) [77]. И последнее, но не менее важное: необходимо постоянно стремиться к пониманию физиологических функций CYFIP2 в нормальном мозге. Это расширит наше представление о разнообразных воздействиях, которые могут оказывать вариантные белки, и позволит глубже понять их роль в нарушениях нейроразвития.