ADNP遺伝子
遺伝子名: Activity-dependent neuroprotector homeobox
別名: ADNP1
染色体: 20
遺伝子座: 20q13.13
関連疾患: Helsmoortel-Van der Aa 症候群
遺伝カテゴリー: Rare Single Gene variant-Syndromic–Syndromic/Functional
omim.org/entry/611386
Chromosome No: 10
Chromosome Band: 10q21.2
分子の機能
ADNP遺伝子産物は神経保護ペプチドであるVIPに関連する効果のうち、正常な成長と癌の増殖に関わるものを仲介する可能性のある転写因子。脳では、小脳と大脳皮質領域で発現が強い。
ADNPは、脳の形成に必須の転写因子活性を有するホメオドメイン含有ジンクフィンガータンパク質である（Gozes, 2007; Mandel et al. ADNPは、酵母におけるSWI/SNF複合体に相当する真核生物の遺伝子発現制御に関与するBAF複合体の構成要素と相互作用する（Helsmoortel et al.）。
Zamostianoら（2001）は、アンチセンスオリゴヌクレオチドによるADNPのダウンレギュレーションがp53（TP53；191170）をアップレギュレートし、腸癌細胞の生存率を90％低下させることを発見した。彼らは、ADNPがp53を調節することで、細胞の生存維持に関与しているのではないかと考えた。
Mandel and Gozes (2007)は、HEK293細胞の免疫沈降物をペプチド消化した後、質量分析を行って、蛍光タグ付きADNPがSWI/SNFクロマチンリモデリング複合体の構成要素であるBRG1 (SMARCA4; 603254)、BAF250A (ARID1A; 603024)、BAF170 (SMARCC2; 601734)と相互作用することを発見した。ドメイン解析の結果、ADNPのC-末端ドメインがSWI/SNFタンパク質との相互作用に必要であることがわかった。ADNPの発現を50%ではなく80%までノックダウンしたショートヘアピンRNAでは、微小管の再編成と細胞形態の変化が見られ、細胞突起の形成が減少し、細胞数も減少した。
Dresnerら（2011）は、定量的RT-PCR法により、死後の正常なヒト海馬の標本において、ADNP2（617422）の発現とADNPの発現に高い相関関係があることを見出した。この相関は、統合失調症患者の海馬で有意に低下しており、疾患に伴うADNP2転写産物の増加を反映していた。ADNP2とADNPのmRNAレベルの相関は、統合失調症患者の大脳皮質で比較的高く保たれていた。
Ostapcukら（2018年）は、ADNPがクロマチンリモデラーCHD4（603277）およびクロマチン構築タンパク質HP1（604478）と相互作用して安定した複合体を形成することを示し、これをChAHPと呼んだ。ADNPは、複合体の形成を助けるだけでなく、ChAHPがユークロマチンに結合するためのDNAモチーフを認識する。マウスの胚性幹細胞でChAHPの構成要素を遺伝子的に除去すると、系統特異的な遺伝子の早期活性化を伴う自然な分化が起こり、神経系統への分化に失敗することがわかった。分子的には、CHAHPによる抑制は、HP1による抑制とは根本的に異なる。HP1タンパク質は、ヒストンH3のリジン-9トリメチル化（H3K9me3）と連動して、転写に抵抗性のある広いヘテロクロマチンドメインを形成すると考えられている。しかし、CHAHPによる抑制は、そのDNA結合部位の周辺にアクセスできないクロマチンを形成することで局所的に作用し、H3K9me3修飾ヌクレオソームには依存しないと考えられる。Ostapcukら（2018）は、今回の結果から、ADNPはHP1とCHD4のリクルートを介して、異なる細胞状態の維持に重要な遺伝子の発現を制御し、外部からの合図で正確な細胞運命の決定を保証することが明らかになったと結論づけている。このように、細胞運命の可塑性を支配するChAHPの一般的な役割は、ADNPの変異が複数の臓器や身体機能に影響を与え、がんの進行に寄与する理由を説明するものと思われる。Ostapcukら（2018）は、ChAHP複合体の完全性が、Helsmoortel-Van der Aa症候群（615873）の患者で同定されたナンセンス変異によって破壊され、これが翻訳終結を抑制するアミノグリコシドによって救済されることを明らかにした。
発現
Nagaseら（1998）は、脳内で発現する大きなタンパク質をコードするcDNAをスクリーニングすることにより、ADNPをクローン化し、KIAA0784と名付けた。予測されるタンパク質は1,073個のアミノ酸を含んでいた。RT-PCR ELISA法により、ADNPは脳と卵巣で最も多く発現し、次いで心臓、肺、腎臓、精巣でも発現していることがわかった。
Zamostianoら（2001年）は、胎児の脳のcDNAライブラリーをマウスのAdnpでスクリーニングすることにより、ヒトのADNPをクローニングした。この1,102アミノ酸のタンパク質は、9つのジンクフィンガーモチーフ、プロリンリッチ領域、2つの核局在化シグナル、部分的なホメオボックスドメイン、グルタレドキシン（GLRX、600443）の活性部位、ロイシンリッチ核輸出配列を持つと予測された。ノーザンブロット解析によると、5.5kbの転写産物がいたるところで発現しており、心臓、骨格筋、腎臓、胎盤で最も高い発現量を示した。脳では、小脳と大脳皮質で発現量が多かった。ADNPの発現は、腫瘍組織で増加していた。
MandelとGozes（2007）は、蛍光タグ付きのタンパク質を用いて、ADNPがトランスフェクトしたHEK293細胞の核に局在することを発見した。
自閉症スペクトラム障害（ASD）との関係
ADNP遺伝子には、以下に示すように複数のASD患者において再発性の変異が確認されています。2012年にO’Roakらが行った2つの報告（PMIDs 22495309および23160955）では、ADNPの2つのde novo frameshift variantが無関係なシンプレックスASD症例で同定されました。さらにHelsmoortelらの2014年の報告ではASD患者に7つのde novo LoF variantが同定され、現在ASD症例におけるADNP遺伝子のde novo LoF variantは合計9つとなっており、ADNPに8つ以上のde novo truncating eventが検出される確率は、この報告ではP=2.65×10-18とされています(PMID 24531329)。さらに、ADNPのLoFバリアントを持つASD症例に共通する臨床的特徴（知的障害、顔面異形）が頻繁に見られることから、Helsmoortelらは、ADNPの変異が自閉症症候群をもたらしたと結論づけました。De Rubeis et al., 2014のAutism Sequencing Consortium (ASC)のASD症例3,871人と先祖を一致させた対照群9,937人における希少なコーディングバリエーションの解析では、ADNPがFDR 0.01の高い統計的有意性を満たす遺伝子として同定され、この遺伝子が真の自閉症遺伝子である可能性が99%であることを意味しました(PMID 25363760)。この遺伝子は、Iossifovらが2015年に、de novo変異の証拠と、対照群に変異がないか非常に低い頻度であることを組み合わせて、ASDリスク遺伝子の有力な候補として同定しました(PMID 26401017)。
