解码:隐性X连锁鱼鳞病的遗传机制 | March

解码:隐性X连锁鱼鳞病的遗传机制

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Recessive X-Linked Ichthyosis

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March

2 月,4 周前

什么是隐性X连锁鱼鳞病?

隐性X连锁鱼鳞病(XLI)是一种遗传性皮肤疾病,几乎仅影响男性。它的特征是皮肤无法正常脱落死细胞,导致干燥、深色和多边形(多面)鳞屑的堆积。这些鳞屑在颈部、躯干和腿前部最为明显。该病源于一种名为类固醇硫酸酯酶(STS)的酶的缺乏,这种酶对于健康的皮肤功能至关重要。这种缺乏是由于位于X染色体上的STS基因发生错误所导致的

尽管XLI主要是一种皮肤疾病,但该酶缺乏可能具有更广泛的影响。许多XLI患者的眼角膜中会发展出无害的、模糊的斑点,或者有隐睾(睾丸未降)的风险增加。研究还将该病与更高的神经发育挑战如注意缺陷多动障碍(ADHD)联系起来。该基因的作用如此基础,以至于其缺失可以在出生前就被检测到。胎盘利用STS酶产生对妊娠和分娩至关重要的雌激素,因此携带男胎的母亲往往雌激素水平非常低,可能会经历显著延迟或延长的分娩——经常是她们的儿子患有该病的第一个线索

遗传机制:STS基因如何受影响

STS基因中的特定错误决定了疾病的性质。虽然结果总是无功能的类固醇硫酸酯酶,但其根源可以从完全缺乏基因到DNA代码中的单字母拼写错误不等。这些机制大致分为两大类:大规模缺失,这是最常见的原因,以及较小的内部基因错误

主因:大规模基因缺失

在高达90%的病例中,XLI并不是由小缺陷引起的,而是由于X染色体上整个STS基因的完全缺失。这种高发生率并非随机,而是由于这个特定遗传区域独特的结构,使其成为一个不稳定的“热点”,容易出错

包含STS基因的区域由长的重复DNA序列包围。在父亲的精子细胞形成过程中,X和Y染色体必须配对并交换小段遗传信息。靠近STS基因的重复DNA序列可能像故障的磁铁一样,在这一微妙的过程中导致X染色体环绕并错位。因此,整个包含STS基因的片段可能会被意外切割并丢失。这种错误被称为不合法的X-Y交换,解释了为什么如此多的XLI病例源于父亲遗传的缺失

当多个基因丢失时:综合征性鱼鳞病

删除的DNA片段的大小各不相同。如果删除仅仅移除了STS基因,则结果是经典的非综合征性鱼鳞病。然而,如果丢失的染色体片段较大,还可能移除邻近的基因,导致更复杂的“邻近基因缺失综合征”。在这些情况下,XLI伴随着其他疾病,具体症状揭示了哪些邻近基因被丢失

卡尔曼综合征

当缺失扩展到包括邻近的KAL1基因时,个体会同时经历鱼鳞病和卡尔曼综合征。这以青春期延迟或缺失(低促性腺激素性性腺发育不全)及部分或完全嗅觉丧失(嗅觉缺失)为特征。

智力残疾和神经发育障碍

更大的缺失去除了称为VCX(变电荷X连锁)的一组基因,与更高的智力残疾风险密切相关。这些缺失还增加了其他神经发育障碍(包括ADHD和自闭症谱系障碍)的发生率,突显了该遗传区域在大脑发育中的关键作用

短小身材和骨骼异常

如果缺失包含SHOX基因,则可能会导致显著的短小身材。另一个邻近基因CDPX1的缺失导致一种X连锁软骨发育不良(chondrodysplasia punctata),这是一种导致鼻梁扁平和独特鳞屑图案沿着布拉斯科线(Blaschko lines)以条纹或线性模式排列的骨骼和软骨疾病

次要原因:点突变和内部基因错误

在约10%的XLI患者中,STS基因存在,但包含了一个小的内部缺陷,使其无效。这些微小的错误同样有效地关闭酶的产生,并分为几类

  • 错义突变: DNA序列中的单字母变化将一种氨基酸交换成另一种氨基酸,导致最终的酶错位。这可能改变酶的关键三维形状,就像使用错误的拼图块一样,使其失去活性
  • 无义突变: 这种类型的拼写错误在基因代码中引入了一个提前的“停止”信号。这过早地终止了蛋白质构建过程,导致短、小且非功能性的酶
  • 框移突变: 这种错误发生在一个或多个DNA字母被添加或删除,导致基因的整个阅读框移位。细胞以三字母组读取DNA,就像阅读只由三字母单词组成的句子:“THE MAN SAW THE DOG”。框移就像从开头删除一个字母:“THM ANS AWT HED OG”。从错误发生的那一刻起,每个“词”都将毫无意义,导致完全混乱的蛋白质
  • 内基因缺失: 这涉及到去除基因本身的一部分,比如一个或多个其重要的编码段(外显子)。这就像从说明书中撕掉几页关键页面;剩下的说明将变得混乱,导致无功能的酶

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2 月,4 周前

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