The molecular genetics of Usher syndrome Clin.Genet. 2003, V.63, No 6, P. 431-444 | |
|
Mutations in CIB2 calcium and integrin-binding protein disrupt auditory hair cell calcium homeostasis in Usher syndrome type 1J and non-syndromic deafness DFNB48
A Jan Clinical Genetics Volume 83, Issue 4, pages 317–318, April 2013 CIB2, также известен как белок, взаимодействующий в киназой, он принадлежит к семейству кальций и интегрин связывающих белков и играет важную роль во внутриклеточной передаче сигналов кальция. Riazzudin et al. предоставили новую механистическую информацию о казуальной ассоциации гомозиготных мутаций в CIB2 с развитием не синдромального нарушения слуха (DFNB48) и Usher syndrome J1 (USH1J). Используя сцепление генов и мутационный анализ, авт. идентифицировали несколько аллельных мутаций в CIB2 (c.272T>C, p.Phe91Ser; c.297C>G, p.Cys99Trp; c.192G>C, p.Glu64Asp или c.368T>C, p.Ile123Thr), которые сегрегировали совместно с глухотой или глухотой и слепотой преимущественно в Пакистанских семьях. Было установлено, что носители обладают нормальным слухом. Молекулярное моделирование предсказало, что в зависимости от местоположения мутаций они изменяют вторичную структуру CIB2 и тем самым ослабляют взаимодействия CIB2-integrin или увеличивают сродство CIB2 в отношении связывания кальция (Fig. 1). Эти находки подтверждают, что аберрантный гомеостаз кальция в стереоцилиях, обусловленный разрушительными мутациями в CIB2 может лежать в основе глухоты DFNB48 у людей. Авт. также установили, что CIB2 взаимодействует с myosin VIIA (USH1B) и whirlin (USH2D), мутации которых обусловливают нейросенсорную глухоту при USH1J. Figure 1. (a) Location of mutations in CIB2 and their functional consequences. The mutations shown in red alter the protein secondary structure and are predicted to affect CIB2-integrin interactions and the mutation in EF2 increases CIB2 affinity for calcium binding. E64D is associated with USH1J, while the rest are associated with DFNB48. Figure Adapted from Ref. [3]. (b) Mutant CIB2 disrupts auditory hair cell calcium homeostasis and neurotransmitter (NT) release. Тот факт, что уровни внутриклеточного кальция в стереоцилиях критически влияют на механоэлектрическую трансдукцию, адаптацию, частоту тонкой настройки и электроподвижность (electromotility) наружных волосковых клеток, разные наборы механизмов участвуют в удержании концентраций кальция в оптимальных пределах. Riazzudin et al. продемонстрировали эффекты нарушающих функцию мутаций в CIB2 на вызываемое АТФ высвобождение кальция и как они могут приводить к нейросенсорной потере слуха и, или слепоте. Тот факт, что авт. также идентифицировали CIB2 как часть Usher interactome, который состоит из разных наборов белков в волосковых клетках органа Корти и фоторецепторах [1, 2], генетическое тестирование позволило точно определить местоположение специфических случаев и способствовало дифференциальной диагностике врожденной потере слуха и/или зрения. Несиндромальная глухота объясняет приблизительно 70% случаев, большинство (77%) из которых обнаруживает аутосомно рецессивный характер наследования. Идентификация лежащих в основе генетических и молекулярных дефектов на индивидуальной основе затруднительна по двум основным причинам: (i) из-за врожденной гетерогенности мутаций, кстати, существует более 110 генетических локусов и более 70 генов было идентифицировано, как вызывающие врожденную потерю слуха, (ii) технологии секвенирования следующего поколения пока широко не доступны. Тем не менее Эти находки открывают путь для разработки и применения молекулярной терапии, корректировки нарушенного гомеостаза кальция, лежащего в основе дисфункции внутреннего уха и/или дегенерации сетчатки в специфических случаях.
Riazuddin et al. Nature Genetics 44(11):1265–1271 (2012) |
Имеется множество синдромов, затрагивающих и зрительную и слуховую систему, но синдром Usher является наиболее частой генетической причиной глухоты и слепоты у детей школьного возраста (1-3). Синдром Usher впервые был описан в 1858, когда нем. офтальмолог A. von Graefe опубликовл описание семьи с косегрегирующими слепотой и глухотой (4). Kloepfer и Laguaite сделали прекрасный обзор всей ранней литературы по этому синдрому (5). По современным оценкам он встречается в развитых странах у 3.8-4.4 на 100000 жизнеспособных новорожденных (6, 7) и обнаруживается наиболее часто у имеющих пигментный ретинит, чем среди тех, кто глухи (8, 9). Потеря слуха наиболее преобладающая, чем пигментный ретинит (составляет 12.5-27.0 на 100000 жизнеспособных новорожденных) в развитиых странах (10, 11). Преобладание глухоты среди детей в развитиых странах, оцененное по глухим детям в Великобритании (популяция 59 миллионов) 1.07 случаев на 1000 у детей в возрасте 3-х лет до 2.05 в возрасте 9-16 (12). Среди этой части глухих 5.7% имеет проблемы и со зрением из общеих 27.4% описанных признаков, сопровождающих глухоту (12, 13). Эти количества сравнимы с показателями, полученными в США, где было показано, что по крйней мере у 50% с потерей слуха проблемы имеют генетическое происхождение (14).
Большинство пациентов с синдромом Usher попадает в одно из клинически отличаемых категорий. Пациенты с Usher synd. type I (USH1) имеют выраженную потерю слуха и дисфункции вестибулярного аппарата при рождении. Дополнительно значительно раньше появляется куриная слепота, чем у пациентов с USH2, у которых обычно менее тяжелая потеря слуха и нормальная вестибулярная функция (15-17). Третьий класс (USH3) обнаруживается чаще всего у финских пациентов, у которых потеря слуха и пигментный ретинит прогрессируют и имеются разные проявления вестибулярной дисфункции (18). Некоторых пациентов с синдромом USH трудно отнести к одном из 3-х субтипов из-за атипических клинических проявлений (19).
Синдром USH гетерогенен, это указывает на то, что разные мутантные гены м. вызывать один и тот же фенотип. В Табл. 1 приведены все известные локусы, включая те, для которых имеюттся мышиные модели или гены клонированы и имеется информация относительно распространённости некоторых из лоакусов. Многолетние исследования, проводимые в Boys Nat. Res. Hosp (Omaha, NE), показали, что маркёры в 1q41 (USH2A) косегрегируют с фенотипом во многих USH2 семьях (20, 21), а маркёры в 11q13.5 (USH1B) косегрерируют с фенотипом во многих USH1 семьях (22) Др. группа нашла, что выборки из USH1 семей с Acadian происхождением косегрегируют с локусом в 11р15.1 (USH1С) (23, 24). Было установлено, что маркёры в 3q25 косегрегируют с фенотипом финских семей, наследующих USH3 (18). Некоторые семьи позволили идентифицировать некоторые из локусов USH (25). USH1D локализован в хромосоме 10q22.1 (26), USH1F локализован в 10q21.1 (27), USH1G локализован в 17q25.1 (28) и USH2В локализован в 3р23-24.2 (29).
Данные по сцеплению от 400 пакистанских семей согласуются с этими измерений, проведенных в др. частях мира. Примерно 10% семей, посещающих школу для глухих детей, имеют USH1. Почти половина сцеплена с локусом USH1В, затем примерно 30% сцеплено с USH1D, остальные одинаково распределены между USH1С и USH1F (Табл. 1).
Мутации в 7 разных генах вызывают синдром USH: USH1В кодирует миозин VIIa (30), USH1C кодирует harmonin (31, 32), USH1D кодирует cadherin 23 (33, 34), USH1F кодирует protocadherin 15 (35, 36), USH1G кодирует SANS (37), USH2A кодирует usherin (38) и USH3А кодирует clarin-1 (39-41). Эти гены идентифицированы благодаря открытию мышиных гомологов или благодаяря позиционному клонированию. Многие из локусов USH перекрывают те же самые места, которые занимают локусы ответственные за несиндромальную глухоту. Локус несиндромальной рецессивной глухоты 12 (DFNB12) (42) картируется в той же самой области хромосомы 10, что и USH1D (26, 43), DFNB18 что и USH1С (23, 44), DFNB23 что и USH1F (27, 42) и USH2В в DFNB6 (29, 45).
Одна из мутаций в гене USH2А, Cys859Phe, объясняет, по крайней мере, 4.5% рецессивных пигментных ретинитов без потери слуха и представляет собой одну главную причину несиндромальной слепоты в выборке из 224 неродственных пациентов Сев. Америки (46). Скорее всего, что разные мутации в гене, отвественные за USH1D, м. выцзывать фенотипы, схродыне с USH1, USH2 и USH3 и рецессивной несиндромальной глухотой (34, 47). Более того мутации в гене, ответственном за USH1В, как показано, м. вызывать USH1 или USH3-подобные симпотомы, а также доминантной несиндромальной глухоты (48, 49). Исходя из этих работ м. сделать вывод, что существуют неопределенности в современной клинической классификации семей с синдромами Usher.
Cloned Usher loci and mouse models USH1B/DFNB2/DFNA11 and shaker 1 USH1B впервые был локализован в семьях из США в исследованиях Boys Nat. Res. Hosp (22, 23), он является наиболее распространённой причиной USH1 в США (50) и Пакистане (неопубл.). После инициального картирования USH1В был в тунисской sanguineous семье был картирован фактор несиндромальной рецессивной глухоты в 11q14? обозначенный DFNB2 и было предположено, что он аллелен мутациям гена USH1В (51). Недавно детельное офтальмологическое исследование затронутых индивидов из оригинальной DFNB2 тунисской семьи показало наличие ранних признаков пигментного ретинита, это подтверждает, что эта семья скорее всего имеет атипичную форму синдрома Usher (52. 53). Более того, ген для доминантно наследуемой несиндромальной глухоты передающийся в японской семье также был картирован в этом регионе сцепления USH1B/DFNB2 (54) и явился аллельным вариантом, ответственным за доминантный несиндромальный локус 11 (DFNA11).
Гомозиготные shaker 1 (sh1) мыши глухи, а дефектный ген картируется в хромосоме 7 (55), в области, обнаруживающей консервативную синтению с гомологичной хромомосой человека 11, содержащей ген для USH1B/DFNB2/DFNA11 (22, 51, 54). Идентификация неконвенционального миозина VIIa в качестве мутантного гена sh1 (56) быстро позволило клонировать ортолог человека. Как и подозревалось, разные мутантные аллели MYO7A вызывали USH1В, рецессивную несиндромальную глухоту DFNB2 и доминантную несиндромальную глухоту DFNA11 (30, 48, 57, 58). Эта последняя мутация уникальна, обнаружена в суперскрученном домене, ответственном за димеризацию MYO7A, она обусловливает доминантный негативный эффект (48). Все мутации MYO7A, обнаруженные у субъектов с USH1В, DFNB2 и DFNA11 показаны в Табл. 2. Этим мутации распределены почти по всем экзонам MYO7A, но большинство локализуется в экзонах, кодирующих моторный домен (59, 60). Неконвенциональные миозины взаимодействуют с актином посредством совего моторного домена и благодаря гидролизу АТФ получают силу для перемещения вдоль актиновых филамент (61). MYO7A имеет 49 кодирующих экзонов (62) и занимает примерно 87 т.п.н. геномной ДНК 11q14.1. Предполагается, что MYO7A человека кодирует белок в 2215 аминокислот (Рис. 1) (63) и обнаруживает 96% идентичных и 98% сходных аминокислотных последовательностей с мышинным ортологом. Сплайс-изоформа MYO7b кодирует только 1203 аминокислоты, но ее свойства неизучены (63). О даталях функциональных аспектов этого белка см 64.65.
USH1C/DFNB18 USH1C картирован в хромосоме 11p15.2-p14 (23) затем был соотнесён с интервалом в 3 сМ (24). Позиционное клонирование гена USH1C, кодирующего harmonin (31, 32) показало. что структура USH1С сложная со многими сплайс-изоформами с 20 первичными и 8 альтернативными экзонами (32, 66).
Выявлены аллельные варианты USH1С, вызывающие несиндромальную рецессивную глухоту DFNB18 (44, 67, 68). Интересно, что мутация 238-239insC, которая ранее была описана у 6 неродственных субъектов европейского и пакистанского происхождения с наследственным USH1С, была выявлена в двух др. единокровных (consangvineous) пакистанвских семьях, он м.б. общей причиной USH1С в Пакистане (Табд. 2) (67).
Harmonin обнаруживают 94% идентичных и 95% сходных аминокислот в изофромой а1 Ush1C мышей. У людей harmonin имеет множество ткане-специфичных изоформ (66). Во внутреннем ухе мышей имеетсЯ. по крайней мере, 8 разных альтернативных сплайс-изоформ harmonin (32). Предполагаемые изоформы имеют два из 3-х PDZ доменов, одну или две суперскрученные области и в некоторых сплайс-вариантах PST (prolin, serin, threonin) домен (32). Изоформа b harmonin экспрессируется в Кортиевом органе, а также в 5 сенсорных областях vestibule (32). В улитке экспрессия изоформы harmonin b выявляется на ст. Е15 в дифференцирующихся волосковых клетках в базальном витке улитки, а экспрессия на кончиках стереоцилий обнаруживается на стадии Р30 (69). Росле Р30 изоформа b harmonin перестает обнаруживаться, но белки, кодируемые др. изоформами harmonin экспрессируются в кутикулярной пластинке и стереоцилиях в течение всей постнаталдьной жизни мышей (69). Сходный паттерн экспрессии обнаруживается в вестибулярных волосковых клетках (69).
PDZ домены являются мотивами, которые взаимодействуют сиквес-специфическим образом с С-терминальными пептидами или внутренними пептидами, которые складываются в β-пальчики (Рис. 1) (70). Обычно PDZ домены длиной в 80-90 аминокислот и обнаруживают некоторое отличие последовательностей, это, по-видиому, отражается на специфичности связывания (70). Наиболее общей функцией PDZ доменов м.б. локализация специфических лигандов на соотв. доменах плазматической мембраны (71, 72).
Недавно в двух исследованиях выявлены взаимодействия между PDZ доменами harmonin и вторым FERM и MyTh4 доменами миозина VIIa и цитоплазматическим доменом кадхерина 23 (69, 73). Первый PDZ домен harmonin взаимодействует с миозином VIIa, тогда как второй PDZ домен соединяется с цитоплазматической областью кадхерина 23, а третьий PDZ домен вместе с PST доменом м. взаимодействовать с F-актином. Взаимодействие всех рех белков формирует трансмембранный комплекс. существенный для организации и стабилизации стереоцилий (69, 73). Возникающий в результате комплекс вместе с кадхерином 23 обнаруживается вблизи кончиков стереоцилий, это установлено по неправильному транспорту harmonin у мутантов мыши по миозину VIIa (69). USH1D/DFNB12 and Waltzer (v) USH1D и USH1F картируются в хромосоме человека в 10q интервале, который включает два локуса несиндромальной рецессивной глухоты, DFNB12 и DFNB23 (26, 27, 42, 43). Область законсервированной синтении у мышей включает три мутации глухоты Waltzer (v), modifier locus (ьвац) из deaf waddler (dfw) и ген связанной с возрастом потери слуха (Ahl) (74-76). Waltzer (v) мыши имеют выраженную глухоту с качающейся головой, указывающей на дисфункцию вестибулярного аппарата. Ультраструктурный анализ внутреннего уха у гомозиготных по v мышей показал нормальное образование внутренних и наружных волосковых клеток, но стереоцилии были аномальными по количеству и организации, форме и положению относительно kinocicium (74).
USH1D, DFNB12 субъекты и waltzer мыши имеют мутации в гене, кодирующем кадхерин 23 (33, 34, 74). Данные об известных мутацияъ CDH23, идентифицированных у субъектов USH1D и DFNB12 приведены в Табл. 2. М.видеть, что миссенс мутации, предположительно гипоморфные, в CDH23 вызывают несиндромальную рецессивную глухоту, тогда как более тяжелые мутантные аллели (nonsense или truncating) ассоциируют с USH1D (34, 47). Некоторые компаундные гетерозиготы с одним тяжелым аллелем CDH23 имеют Usher фенотип (47). Не выявлено аллельных вариантов CDH23, вызывающих пигментный ретинит у индивидосс нормальным слухом. Не выявлено мутантных аллелй Cdh23 у мышей, ассоциированнных с зависимой от возраста потерей слуха или modifier-of-deaf waddler,хотя тонкое генетическое картирование Cdh23v и mdfw подтвердило возможность того, что эти локусы обусловлены аллельными мутациями (77).
CDH23 кодирует белок из 3354 аминоксилот, который имеет 94% идентичных и 97% сходных аминокислот с мышиным кадхерином 23. Кадхерин 23, по-видимому, имеет 27 эктодомеров (иди кадхериновых повторов, которые участвуют в Ca2+-зависимой клеточной адгезии), сигнального пептида на N-конце и одного трансмембранного домена и уникалдьного цитоплазматического С-конца (Рис. 1) (34, 74). Кадхерины принадлежат сверхсемейству гликозилированных белков, обычно опосредующих межклеточную адгезию посредством кальйий-зависимых взаимодействий через гомофилильные эктдотодомены (78). Во внутреннем ухе кадхерин 23 присутствует вдоль всех развивающихся стереоцилий. В конечном итоге его экспрессия ограничивается кончиками стереоцилий (69). Кадхерин 23 обнаруживается в слое фоторецепторов на ст. развития Р0 у мышей (73) и, по-видиому, существенен для образрования стереоцилий (69, 73).
USH1F/DFNB23 and Ames Waltzer (av) USH1F картирован в хромосоме 10q21-22 в интервале в 15 сМ ближе к центромере, чем DFNB12/USH1D (27). DFNB23 локус несиндромальной рецессивной глухоты, картирован в интервале, прекрывающемся с USH1F (42). В США USH1D и USH1F мутации вместе составляют вторую по частоте причину синдрома Usher (50). Наши данные из пакистанских семей подтверждаюет это (34, 35, 47, 67, Табл.1).
Феноип мышей Ames waltzer (av)обуслолвен рецессивной мутацией в Pcdh15, мышиной модели USH1F. Гомозиготы по мутации Pcdh15 глухи с дегенерацией нейроэпителия внутреннего уха и дисфункцией вестибулярного аппарата (79). 3 разных мутантных аллеля ортолога PCDH15 выявлены в 4-х семьях с наследуемым USH1F (35, 36). Protocadherin 15 имеет 11 эктодеменов (кадхериновых повторов, которые используются для Са2+-зависимой клеточной адгезии), один трансмембранный домен и уникальный цтоплазматический С-домен (Рис. 2) и обладет 83% идентичных и 88% сходных аминоксилот с мышиным Pcdh15 (35). Он широко экспрессируется в наружных и внутренних волосковых клетках и во многих др. тканях с раннего разития до взрослой стадии (80). Неизвестно, является ли Pcdh15 частью того же самого комплекса белков, взаимодействующего в стереоцилиях волосковых клеток, однако, он содержит класса 1 PDZ, взаимодействующие консенсусные последовательности на С-конце.
При ультраструктурном арнализе стереоцилии дегенерированные и дизорганизрованные, а при некоторых аллелях пучки стереоцилий были ротированы на 90о по сравнению с их нормальным положением (81). Внутриулитковый потенциал является нормальным у гомозигот Ames waltzer (avJ и av2J) что исключает участие stria vascularis в первичной патологии (81). Протокадхерин 15 является вторым кадхерин-подобным геном, вызывающим глухоту в мутантном состоянии.
USH1G and Jackson shaker (js) USH1G картирован в интервале в 23 сМ на хромосоме 17q24-25 и выявлен в палестнской семье из Иордана (28). Мутантация мыши Jackson shaker (js) (82) сцеплена с синтеничной областью мышиной хромосомы 11. Два разных BACs содержат Sans (scaffold белок, содержащий ankyrin повторы и SAM домен , Рис. 1), они обнаруживают перекрывание в 72 т.п.н., т.е. область, которая восстанавливаеть js фенотип. 2 известных аллеля js связаны с мутациями в этом гене (82) и 4 разных мутантных аллеля SANS найдены сегрегирующими в семьяэх с USH1G, это подтверждает, что js является мышиным гомологом USH1G (37). Очевидно, что белок Sans содержит анкириновые повторы и домен SAM. Оба домена, ка известно, обеспечивают межбелковые взаимодействия, хотя относятся к scaffolding (поддерживающим) белкам. Sans белок как полагают имеет также class-I PDZ-взаимодействующие последовательности и колокализуется с harmonin (белком с нескольмими PDZ доменами (Рис. 1)) (37), это доказывает, что Sans м.б. частью того же самого молекулярного комплекса, который содержит harmonin, meosin VIIa и cadherin 23.
USH2A USH2A был первым идентифицированным локусом при синдроме Usher (20). последующий анализ дополнительный семей с 2 выявил сцепленну область в 1 Mb (83). Недавно установлено, что USH2 является наиболее распространённой формой синдрома USH и отвечает за боее чем 50% всех субъектов с Usher в некоторых популяциях (9, 38). Более того, USH2A ответственен за более чем 85% всех случаев USH2 (84).
В 1998 выявлен белок Usherin? отвечающий за USH2А фенотип (38). Usherin состоит из 1546 аминокислот (170-180 кДа) с 70% идентичных и 81% сходных аминоксилот с мышиным usherin, он предполжительно д. содержать 4 основных структурных мотива (85). Предполагемый сигнальный пептид (Рис. 2) сопровождается thrombospondin доменом (Ts), laminnin N-terminal домен (домен VI, LN), 10 laminin-type epidermal growth factor-like доменами (LE) и 4 фибронектинового типа 3 доменами (85). Usherin является критическим элементом базальной мембраны в улитке и сетчатке, но он экспрессируется также и во многих др. тканях (86).
Скрининг мутаций USH2А выявил 2299delG как наиболее частую и распространённую мутацию у субъектов в Европе, США, Юж. Африке и Китае (85, 87, 88). Семьи с этими мутациями описываются как USH2 со средней-тяжелой потерей слуха и нормальной вестибулярной функцией, или как атипичные Usher семьи (сходные с USH3) с прогрессивной потерей слухк и вестибулярными дисфункциями (88). Частота этих мутаций у USH2А пациентов достоточно высока (~20%), возможно единственная самая высокая причина пигментного ретинита в популяции людей (85), с той же самой мутацие Cys759Phe обусловливающей 4.5% рецессивного пигментного ретинаита без потери слуха (46). Сегодня изсестно более 32 аллельных вариантов USH2А (Табл. 2).
USH3A USH3A наиболее распространён в вост. Финляндии и её окружении для примерно 40% пациентов с Usher в этой стране (39). Хромосомная локализация USH3А в 3q23-24 определена картированием всего генома финских семей с USH3А (18). Неравновесное сцепление выявило локализацию финской мутации USH3А в интервале примерно в 1сМ между маркерами D3S1299 и D3S3625 (89)? а позднее интервал уменьшен до 250 т.п.н. (90). USH3А мутантный аллель не ограничен только Финляндией (84, 91-93).
Shotgun секвенирование двух перекрывающихся BACs помогло идентифицировать новый ген, USH3А (39). Мутации, найденные при USH3А, первоначально обнаруживались в 4- экзонах с альтернативным сплайсингом в первом экзоне. Анализ последовательностей выявил ожидаемц. мутацию основательницу (Y100X или Finmajor) в большинстве финских USH3А семей (39). Др. финским мутантным аллеем USH3А оказалась транверсия с.131Т→A в кодоне 44 экзона 2, давшая М44К (Finminor ,Табл. 2) (39). Недавно выявлены дополнительные изоформы USH3А (40, 41). Самый длинный из выявленных транскриптов USH3А имеет экзон стоящий вперди экзона, который считался первым, и вставленный интрон между 3 и 4 экзоном (40, 41).
USH3A кодирует белок clarin-1 (Рис. 2) с 232 аминокислотами и тремя или 4 трансмембранными доменами (40, 41). У мышей идентифицированы три различных ткане-специфичных альтернатисно сплайсированных формы Ush3A (40). Роль этих генов в улитке и сетчатке ещё не определена, предполагается его участие в синаптических соединениях между волосковыми клетками и клетками колхлеарных ганглиев из-за слабого сходства с stargazin (40). Дополнительные паралоги USH3А у человека кодируют clarin-2 и clarin-3, локализованы на хромосоме 4р15.3 и 10q26.2, соотв. Пока неизвестно в каких тканях экспрессируются эти гены. Они обнауживают боле 50% сходных аминокислот с М3А (clarin 1) и подобно USH3А содержат 3 предполагаемых трансмембранных домена (40).
Conclusion Миндром Usher является наиболее распространенной формой намледуемой глухоты в комбинации с пигментным ретинитом. Он гетерогенен и клинически и генетически. Клинически он подразделяется на 3 основных типа USH1, USH2 и USH3. USH1 является наиболее гетерогенным генетически, обусловливается 8 разными локусами. Имеется 4 локуса для USH2 и по крайней мере 2 локуса для USH3 (64). Из 11 локусов гены для7 идентифицированы. 5 из этих генов экспрессируются в наружных и внетренних волосковых клетках органа Еорти, тогда как Usherin является частью внеклеточного базальных мембран матрикса, а clarin-1 экспрессируется в наружной бороздке, матриксе limbus и spiral ligament (94).
Взаимодействия между 4 USH1 белками (миозином VIIa, harmonin b, SANS и cadherin 23) доказаны. Трансмембранынй комплекс, форимруемый в результе их взаимодействия, гарантирует интегральность стереоцилий (69, 73). Интересно бы опредеить роль, которую в этом комплексе играет Pcdh15 или в сходном комплексе, т.к. фенотип волосковых клеток у Pcdh15 мутантов очень сходен с таковым у мутантов cadherin 23, myosin VIIa и Sans.
Наиболее интересен аспект синдрома Usher - это прогрессирующая ретинопатияю Интересно, что мышиные модели USH1В, USH1D, USH1F и USH1G характеризуются глухотой и вестибулярной гипофункцией, но не обнаруживают дегенерации сетчатки (64). Отсутствет достоверный ретинальный фенотип м у гомозигот shaker 1, waltzer, Ames waltzer и Jackson shaker мышей, это м. указывать на то, что эти гены выполняют др. функции в сетчатке мышей по сравнению с людьми и вообще имеется компенсация за счёт генов модификаторов в этих линиях, которые супрессируют ретинальный фенотип. Или возможно, что у мышей сетчатка м.б. функционально вырождена (redundancy) за счет членов др. семейства белков, которые м. заменять отсутствующие Myo7a, Свр23б Pcdh15 или SANS. C др. сотороны, отсутствие пигментного ретинита м. позволить создать модель для изучения перекрывающей функции у мышей, которая позволит понять нормлаьную функцию сетчатки и помочь разработке терапии или предупреждения пигментного ретинита у людей.
|