肥厚型心肌病的致病基因研究進(jìn)展

李 敏,王齊兵,陳灝珠＊

(1山東省立醫(yī)院,濟(jì)南 250021;2復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院)

肥厚型心肌病(HCM)是一種原發(fā)于心肌的遺傳性心臟疾病。1990年確認(rèn)了家族性肥厚型心肌病(FHCM)的第1個(gè)致病基因β-肌球蛋白重鏈基因(MYH 7)。約有 50%的HCM患者為家族遺傳性,攜帶 HCM相關(guān)致病基因[1]; Andersen等[2]報(bào)道約1/4的散發(fā)HCM患者有基因突變。目前,至少已發(fā)現(xiàn) 20種基因的 400余種突變與HCM的發(fā)病密切相關(guān)。現(xiàn)就 HCM致病基因的研究進(jìn)展作一綜述。

1 MYH 7

MYH-7位于染色體 14q12,全長(zhǎng) 23 kb,有 40個(gè)外顯子,其中38個(gè)外顯子編碼了 1 935個(gè)氨基酸,其編碼的 β-MHC是一種收縮蛋白質(zhì),由球狀頭部、頭桿接合部和長(zhǎng)形桿狀區(qū)組成,頭部區(qū)含有ATP酶結(jié)合位點(diǎn)、actin連接位點(diǎn),與心肌收縮力量的產(chǎn)生密切相關(guān)。已發(fā)現(xiàn)MYH-7基因有 194種突變可致HCM,是目前所知HCM致病基因中突變頻率最高的基因。在HCM中發(fā)現(xiàn)的MYH-7突變多為錯(cuò)義突變,絕大多數(shù)位于頭部和頭桿接合部[3]。

2 肌球蛋白結(jié)合蛋白C基因(MYBPC 3)

MYBPC3位于染色體11p11.2,編碼肌球蛋白結(jié)合蛋白C,該蛋白有 10個(gè)功能區(qū),包含兩個(gè)與肌球蛋白結(jié)合位點(diǎn),一個(gè)位于羧基末端,另一個(gè)位于氨基末端[4]。氨基末端的肌球蛋白結(jié)合位點(diǎn)與肌球蛋白的S2相連,通過(guò) Ca2+/鈣調(diào)蛋白依賴(lài)性蛋白激酶的磷酸化/去磷酸化作用調(diào)節(jié)S1的活化狀態(tài),參與調(diào)節(jié)肌肉收縮[4]。目前已發(fā)現(xiàn) MYBPC3至少有159種突變可致HCM,其中約 2/3為無(wú)義突變、剪切位點(diǎn)突變、缺失突變、插入突變。MYBPC3突變頻率為20%～30%,是目前所知HCM致病基因中突變頻率僅次于MYH 7的基因。

3 肌鈣蛋白T基因(TNNT2)

TNNT2位于染色體1q32,長(zhǎng)約17 kb,由16個(gè)外顯子組成,編碼 288個(gè)氨基酸。目前已發(fā)現(xiàn) TNNT2的30種突變可致HCM[5]。TNNT2有2個(gè)主要的功能區(qū)：N末端,與原肌球蛋白相互作用;C末端部分區(qū)域,此處以鈣依賴(lài)方式與原肌球蛋白、肌鈣蛋白C、肌鈣蛋白 I結(jié)合,并含有 3個(gè)磷酸化位點(diǎn)。肌鈣蛋白復(fù)合物的磷酸可抑制ATP酶的再生利用,進(jìn)而影響其對(duì)心肌動(dòng)力學(xué)的調(diào)節(jié)作用。目前普遍認(rèn)為T(mén)NNT2突變所致的心肌肥厚的程度相對(duì)較輕,但患者猝死的發(fā)生率較高。

4 肌鈣蛋白I基因(TNNI3)

TNNI3位于染色體19q13.4,由 8個(gè)外顯子組成,編碼210個(gè)氨基酸。TNNI3全長(zhǎng)可分為 4個(gè)功能區(qū)：N端的肌鈣蛋白C結(jié)合區(qū)、肌鈣蛋白T結(jié)合區(qū)、抑制區(qū)、C端的鈣蛋白C結(jié)合區(qū)。目前已有27種TNNI3突變與HCM的發(fā)生有關(guān),另有1種TNNI3基因突變可導(dǎo)致左室壁增厚。Elliott等[6]研究發(fā)現(xiàn),肌鈣蛋白I的R 145G和R162E突變導(dǎo)致TNNI3對(duì)肌球蛋白ATP酶活性的抑制減弱,心肌纖維的Ca2+敏感性增加,心肌舒張受限。

5 α-原肌球蛋白基因(TPM 1)

TPM 1位于染色體15q22.1,已發(fā)現(xiàn)TMP1有 11種突變可致HCM。TPM 1有14個(gè)外顯子,心肌組織中只含有1a、2b、3、4、5、6b、7、8、9a、9b共 10個(gè)外顯子。

6 肌動(dòng)蛋白基因(ACTC)

ACTC位于染色體15q11～q14,編碼心肌型actin(肌動(dòng)蛋白)。actin是肌小節(jié)細(xì)肌絲的重要組成成分,并且與β-MHC、心肌肌鈣蛋白、肌球蛋白輕鏈以及α-原肌球蛋白等相互作用和聯(lián)系。目前已發(fā)現(xiàn)ACTC的7種突變可致HCM。

7 肌球蛋白輕鏈1基因(MYL3)

MYL3位于染色體3p21.3～p21.2,編碼肌球蛋白必須輕鏈亞基,含有 7個(gè)外顯子。目前發(fā)現(xiàn) 4個(gè)MYL3突變位點(diǎn)可致HCM,分別是Glu56Gly、Glu143Lys、Met149Val、Arg154His。

8 肌球蛋白輕鏈2基因(MYL2)

MYL2位于染色體 12q23～q24,編碼肌球蛋白調(diào)節(jié)輕鏈亞基,含有 7個(gè)外顯子。目前已確定的 MYL2致病突變位點(diǎn)有10個(gè)。Szczesna等[7]認(rèn)為MYL2突變致HCM的發(fā)病機(jī)制是突變改變了磷酸化位點(diǎn)和Ca2+結(jié)合特性。

9 肌鈣蛋白C基因(TNNC 1)

TNNC 1位于染色體3p21～p14,編碼肌鈣蛋白C。肌鈣蛋白C與肌鈣蛋白T、肌鈣蛋白I共同組成肌鈣蛋白復(fù)合體,在心肌的收縮和舒張過(guò)程中起著重要的調(diào)節(jié)作用。目前,Hoffmann等[8]在1例肥厚型心肌病患者中發(fā)現(xiàn)TNNC 1的Leu29Glu突變。

10 α-肌球蛋白重鏈基因(MYH 6)

MYH 6位于染色體 14q12,編碼α-肌球蛋白重鏈。有學(xué)者在1例75歲女性HCM患者中發(fā)現(xiàn)了MYH 6的Arg795Gln突變,Carniel等[9]在1例HCM患者中發(fā)現(xiàn)了MYH 6的Gln1065His突變。

11 肌連蛋白基因(TTN)

TTN位于染色體 2q31,編碼肌連蛋白。肌連蛋白調(diào)節(jié)心肌的舒張功能和僵硬度,并參與心肌內(nèi)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。目前僅發(fā)現(xiàn)2種TTN突變致HCM[10]。

12 人類(lèi)肌肉LIM蛋白基因(CRP 3)

CRP3位于染色體11p15.1,編碼人類(lèi)肌肉 LIM蛋白。目前已發(fā)現(xiàn)7種CRP3突變可致HCM。

13 肌球蛋白輕鏈激酶基因(MYLK2)

MYLK 2位于染色體20q13.31,編碼肌球蛋白輕鏈激酶。MYLK 2含有12個(gè)外顯子,編碼 596個(gè)氨基酸。目前已發(fā)現(xiàn)2種MYLK2突變致HCM[11]。

14 MYOZ2基因

MYOZ2位于染色體4q26～q27,編碼Z盤(pán)蛋白Myozenin 2。Osio等[12]在516例HCM先證者中發(fā)現(xiàn)了MYOZ2錯(cuò)義突變的Ile246Met。

15 腺苷單磷酸激活的蛋白激酶 γ-2調(diào)節(jié)亞單位基因(PRKAG 2)

PRKAG2位于染色體7q36.1,編碼腺苷單磷酸激活的蛋白激酶γ-2調(diào)節(jié)亞單位。目前已發(fā)現(xiàn)5種PRKAG 2突變可致HCM,部分患者合并WPW綜合征。

16 TCAP基因

TCAP編碼Titin-cap蛋白,Titin-cap蛋白與titin、MLP組成復(fù)合體,作為機(jī)械伸展感受器。目前已發(fā)現(xiàn)5種TCAP突變可致HCM。

17 FXN基因

FXN編碼線粒體蛋白Frataxin。Van Driest等[13]證實(shí),攜帶FXN的Arg40Cys突變酵母細(xì)胞中異常的Frataxin蛋白前體積聚,且對(duì)氧化應(yīng)激的反應(yīng)更加敏感。

18 肌球蛋白VI基因(MYO 6)

MYO 6位于染色體6q13,編碼肌球蛋白VI。Mohiddin等[14]報(bào)道了MYO6的His246Arg突變可致HCM。

19 OBSCN基因

OBSCN編碼Obscurin,與肌連蛋白相互作用。Arimura等[15]在1例HCM患者中發(fā)現(xiàn)OBSCN的Arg4344Gln突變,該突變影響Obscurin與肌連蛋白Z9～Z10區(qū)域的結(jié)合,可能是該突變致HCM的機(jī)理。

20 JPH 2基因

JPH 2位于染色體20q13.12,編碼Junctophilin 2,是膜連接蛋白復(fù)合體亞基之一。調(diào)節(jié) L型鈣通道及肌漿網(wǎng)的鈣釋放通道受體。Landstrom等[16]報(bào)道JPH 2的Ser101Arg、Tyr141His及Ser165Phe突變可致HCM。

綜上所述,HCM的致病基因比較多,攜帶相同致病基因的HCM患者的臨床表現(xiàn)并不完全相同,同一家庭內(nèi)部不同HCM患者之間的臨床表型也有差異,提示多種因素參與了HCM的發(fā)生和發(fā)展過(guò)程。修飾基因是指除致病基因之外影響遺傳性疾病表現(xiàn)型的表達(dá)基因。修飾基因 DNA的多態(tài)性即患病個(gè)體的遺傳背景。目前研究認(rèn)為腎素—血管緊張素轉(zhuǎn)換酶—醛固酮系統(tǒng)(RAAS)基因是HCM患者重要的修飾基因,影響HCM表現(xiàn)型的嚴(yán)重程度。因此,對(duì)HCM發(fā)病中有關(guān)的修飾基因進(jìn)行研究同等重要。

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