COL6A5基因编码的是VI型胶原α5链,这是一种非纤维形成胶原,主要在皮肤、肌肉、肌腱和血管等组织中表达。VI型胶原在维持组织的机械性能和细胞保护方面发挥着重要作用,同时它还参与细胞的分化和自噬机制。VI型胶原的突变会导致一系列先天性肌肉疾病,如Ullrich先天性肌营养不良症、Bethlem肌病和肌硬化肌病等[2]。
在特应性皮炎(AD)的研究中,单细胞转录组分析发现了一种新的成纤维细胞亚群,该亚群在AD患者的病变皮肤中特异性地表达COL6A5和COL18A1。这一亚群还表达CCL2和CCL19细胞因子,可能与免疫细胞之间的信号传导有关[1]。空间转录组学分析也显示,在AD患者的病变皮肤中,COL6A5在表达COL18A1的成纤维细胞中上调,并与其他炎症相关基因如COL4A1、TNC和CCL19的表达增加有关[3]。这些发现揭示了AD病变皮肤中复杂的炎症细胞网络,其中成纤维细胞可能通过与免疫细胞的相互作用来调节淋巴细胞组织和2型炎症。
COL6A5基因的突变也与慢性神经性瘙痒有关。在一项研究中,研究者发现了一种罕见的COL6A5基因变异(p.Glu2272*),在两个家族和一个独立的患者中与慢性神经性瘙痒相关。这些患者表现出皮肤中COL6A5表达的减少,但皮肤形态正常。使用CRISPR-Cas技术建立的COL6A5-p.Glu2272*小鼠模型显示,突变小鼠表现出增加的自发性搔抓和梳理行为,以及焦虑样行为,这表明COL6A5-p.Glu2272*突变可能导致慢性瘙痒[4,5]。
此外,COL6A5的表达与脂质代谢和肥胖有关。在一项研究中,研究者发现,抑制COL6A5的表达可以改善由二氢睾酮(DHT)诱导的肥胖小鼠模型中的脂质代谢紊乱。DHT处理的小鼠卵巢间质细胞和脂肪生成3T3-L1细胞中脂滴积累增加,而COL6A5的抑制可以减轻这些细胞的脂质积累和肥大,并改善NCTC1469细胞中的脂质代谢[6]。
在Chiari畸形I型(CM-1)的研究中,研究者发现,COL6A5基因中的罕见功能变异在CM-1患者中频繁发生。在一项研究中,研究者对西班牙的一个CM-1家系和186名CM-1患者进行了全外显子测序和目标测序,发现COL6A5基因中的罕见功能变异与CM-1相关,并可能在CM-1的发病机制中发挥作用[7]。
综上所述,COL6A5基因在维持组织结构和功能方面发挥着重要作用。它在特应性皮炎、慢性瘙痒、脂质代谢和Chiari畸形I型等疾病中发挥着重要作用。未来,对COL6A5基因的深入研究可能有助于揭示其在疾病发生和发展中的机制,并为相关疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. He, Helen, Suryawanshi, Hemant, Morozov, Pavel, Tuschl, Thomas, Guttman-Yassky, Emma. 2020. Single-cell transcriptome analysis of human skin identifies novel fibroblast subpopulation and enrichment of immune subsets in atopic dermatitis. In The Journal of allergy and clinical immunology, 145, 1615-1628. doi:10.1016/j.jaci.2020.01.042. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32035984/
2. Di Martino, Alberto, Cescon, Matilde, D'Agostino, Claudio, Merlini, Luciano, Faldini, Cesare. 2023. Collagen VI in the Musculoskeletal System. In International journal of molecular sciences, 24, . doi:10.3390/ijms24065095. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36982167/
3. Mitamura, Yasutaka, Reiger, Matthias, Kim, Juno, Traidl-Hoffmann, Claudia, Akdis, Cezmi A. 2023. Spatial transcriptomics combined with single-cell RNA-sequencing unravels the complex inflammatory cell network in atopic dermatitis. In Allergy, 78, 2215-2231. doi:10.1111/all.15781. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37312623/
4. Rasheed, Ameer Abu Bakr, Birling, Marie-Christine, Lauria, Giuseppe, Gaveriaux-Ruff, Claire, Herault, Yann. 2024. The COL6A5-p.Glu2272* mutation induces chronic itch in mice. In Mammalian genome : official journal of the International Mammalian Genome Society, 35, 122-134. doi:10.1007/s00335-024-10032-9. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38523187/
5. Martinelli-Boneschi, Filippo, Colombi, Marina, Castori, Marco, Marchi, Margherita, Lauria, Giuseppe. . COL6A5 variants in familial neuropathic chronic itch. In Brain : a journal of neurology, 140, 555-567. doi:10.1093/brain/aww343. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28073787/
6. Sun, Li-Feng, Yang, Ya-Li, Wang, Mei-Yue, Ren, Pei-Gen, Zhang, Jian V. 2021. Inhibition of Col6a5 Improve Lipid Metabolism Disorder in Dihydrotestosterone-Induced Hyperandrogenic Mice. In Frontiers in cell and developmental biology, 9, 669189. doi:10.3389/fcell.2021.669189. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34109177/
7. Urbizu, Aintzane, Garrett, Melanie E, Soldano, Karen, Labuda, Rick, Ashley-Koch, Allison. 2021. Rare functional genetic variants in COL7A1, COL6A5, COL1A2 and COL5A2 frequently occur in Chiari Malformation Type 1. In PloS one, 16, e0251289. doi:10.1371/journal.pone.0251289. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33974636/