Krt9,即角蛋白9基因,编码了一种Ⅰ型角蛋白,在成熟手掌和足底皮肤组织中起着重要作用。角蛋白是上皮细胞中主要的结构蛋白,它们以异源二聚体的形式组装成中间丝,为细胞提供机械支撑和保护。Krt9与另一种角蛋白(通常是Ⅱ型角蛋白)形成异源二聚体,这种二聚体在维持皮肤结构的完整性和功能中至关重要。
Krt9基因的突变与多种皮肤疾病相关,其中最常见的是表皮松解性掌跖角化病(EPPK)。EPPK是一种常染色体显性遗传病,临床表现为出生后几周或几个月内手掌和足底皮肤出现弥漫性黄色增厚,常伴有红斑边缘。EPPK的发病机制由Krt9基因的突变决定,已报道了超过26个Krt9基因突变与EPPK相关[2]。许多这些变异位于α螺旋杆域中的高度保守的1A区域,这是角蛋白异源二聚化的重要区域。
此外,Krt9基因突变还与手掌和足底皮肤的增厚有关,这种增厚可能受环境变量影响。在中国牛中,Krt9基因的一个错义突变(rs209302038)被发现与热应激有关。这个突变改变了异亮氨酸为缬氨酸,并且在不同气候条件下,该位点的等位基因频率存在显著差异[1]。这些发现表明,Krt9基因的突变可能作为检测热应激的遗传标记。
除了在皮肤疾病中的作用外,Krt9基因还与其他生物学过程有关。例如,研究表明,dsRNA的感应可以诱导细胞特异性基因表达的丧失,其中包括Krt9[3]。此外,Wnt信号通路在控制皮肤中特定基因的表达中也发挥着重要作用,Krt9是手掌皮肤中最丰富表达的基因之一,其表达受Wnt信号通路的调节[4]。
最近的研究还揭示了Krt9基因的潜在异源二聚体伴侣。通过蛋白质组学分析,发现Krt6C可能是Krt9的异源二聚体伴侣,它们在调节细胞骨架组织和角化过程中协同作用[5]。这一发现为重新分类EPPK和相关疾病提供了新的见解,并为揭示这些疾病的发病机制和治疗提供了基础。
综上所述,Krt9基因在维持皮肤结构和功能中起着重要作用。Krt9基因的突变与多种皮肤疾病相关,包括EPPK。此外,Krt9基因还与其他生物学过程有关,如dsRNA感应和Wnt信号通路。最近的研究揭示了Krt9基因的潜在异源二聚体伴侣,为理解Krt9基因的功能和疾病发生机制提供了新的线索。未来,对Krt9基因的深入研究将为皮肤疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Yang, Xueyi, Qu, Kaixing, Liu, Jianyong, Huang, Bizhi, Lei, Chuzhao. 2022. A missense mutation (rs209302038) of KRT9 gene associated with heat stress in Chinese cattle. In Animal biotechnology, 34, 1876-1882. doi:10.1080/10495398.2022.2053697. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35323100/
2. Ke, Hai-Ping, Jiang, Hu-Ling, Lv, Ya-Su, Fan, Qi-Hui, Zhang, Xian-Ning. 2014. KRT9 gene mutation as a reliable indicator in the prenatal molecular diagnosis of epidermolytic palmoplantar keratoderma. In Gene, 546, 124-8. doi:10.1016/j.gene.2014.05.048. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24862219/
3. Zhou, Rongying, Wang, Gaofeng, Kim, Dongwon, Hu, Zhiqi, Garza, Luis A. 2018. dsRNA Sensing Induces Loss of Cell Identity. In The Journal of investigative dermatology, 139, 91-99. doi:10.1016/j.jid.2018.07.021. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30120933/
4. Kim, Dongwon, Hossain, M Zulfiquer, Nieves, Ashley, Kang, Sewon, Garza, Luis A. . To Control Site-Specific Skin Gene Expression, Autocrine Mimics Paracrine Canonical Wnt Signaling and Is Activated Ectopically in Skin Disease. In The American journal of pathology, 186, 1140-50. doi:10.1016/j.ajpath.2015.12.030. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27105735/
5. Li, Peiyao, Qi, Jialin, Zhong, Yuhui, Ding, Aoli, Xiao, Heng. 2023. Proteomic profiling reveals KRT6C as a probable hereterodimer partner for KRT9: New insights into re-classifying epidermolytic palmoplantar keratoderma (EPPK) and a milder form of pachyonychia congenita (PC-K6c) as a group of genetic cutaneous disorders. In Journal of proteomics, 287, 104971. doi:10.1016/j.jprot.2023.104971. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37467889/