ACTA1基因编码骨骼肌α-肌动蛋白,是肌动蛋白家族成员之一。肌动蛋白是细胞骨架的重要组成部分,参与细胞运动、细胞分裂、细胞内运输等多种生物学过程。ACTA1基因突变可以导致多种肌肉疾病,如线虫性肌病、肌原纤维肌病等。这些疾病通常表现为肌肉无力、肌张力低下等症状,严重程度和发病年龄各不相同。目前,对于ACTA1基因突变导致肌肉疾病的分子机制尚不完全清楚,但研究表明,ACTA1基因突变会影响肌动蛋白的稳定性、聚合和与肌球蛋白的相互作用,从而导致肌肉功能障碍[1][2]。
线虫性肌病是一种常见的肌肉疾病,由ACTA1基因突变引起。该疾病的特点是肌肉纤维中存在杆状或椭圆形的结构,称为线虫体。线虫体的形成与肌动蛋白的异常聚集有关,而ACTA1基因突变可能导致肌动蛋白结构异常,从而促进线虫体的形成[1]。线虫性肌病的临床表型多样,从严重的婴儿型到儿童期发病的较轻病例都有报道。此外,还有研究报道了ACTA1基因突变与心脏疾病的相关性,如扩张型心肌病等[5]。
肌原纤维肌病是一种罕见的肌肉疾病,由ACTA1基因突变引起。该疾病的特点是肌肉纤维中存在肌原纤维结构异常,如肌原纤维聚集、肌原纤维排列紊乱等。肌原纤维肌病的临床表型多样,从缺乏自发性运动到轻度疾病都有报道。研究表明,ACTA1基因突变可能导致肌动蛋白功能异常,从而影响肌原纤维的形成和维持[2]。
近年来,随着高通量测序技术的发展,越来越多的ACTA1基因突变被发现,并且发现了更多与ACTA1基因突变相关的肌肉疾病。例如,有研究发现,ACTA1基因突变还与核心肌病相关,这是一种临床、病理和遗传上异质性的肌肉疾病,其特点是肌肉活检显示局灶性氧化酶活性降低[3]。此外,还有研究发现,ACTA1基因突变还与蛋白质聚集体肌病相关,这是一种由肌肉纤维内蛋白质聚集引起的肌肉疾病,包括肌动蛋白病和肌球蛋白病等[4][6]。
为了研究ACTA1基因突变导致的肌肉疾病,研究人员已经建立了多种动物模型。这些动物模型可以帮助我们更好地理解ACTA1基因突变对肌肉功能的影响,并为我们开发新的治疗方法提供理论依据。此外,还有研究人员利用诱导多能干细胞技术,从患者体内获得了携带ACTA1基因突变的干细胞。这些干细胞可以分化成肌肉细胞,从而为我们研究ACTA1基因突变导致的肌肉疾病提供一个新的平台[7][8]。
综上所述,ACTA1基因突变可以导致多种肌肉疾病,其发病机制与肌动蛋白的稳定性、聚合和与肌球蛋白的相互作用有关。随着高通量测序技术和动物模型的发展,我们对ACTA1基因突变导致的肌肉疾病的认识不断深入,这为我们开发新的治疗方法提供了新的思路和策略。
参考文献:
1. Sewry, Caroline A, Laitila, Jenni M, Wallgren-Pettersson, Carina. 2019. Nemaline myopathies: a current view. In Journal of muscle research and cell motility, 40, 111-126. doi:10.1007/s10974-019-09519-9. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31228046/
2. Sparrow, John C, Nowak, Kristen J, Durling, Hayley J, Nonaka, Ikuya, Laing, Nigel G. . Muscle disease caused by mutations in the skeletal muscle alpha-actin gene (ACTA1). In Neuromuscular disorders : NMD, 13, 519-31. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12921789/
3. Ogasawara, Masashi, Nishino, Ichizo. 2021. A review of core myopathy: central core disease, multiminicore disease, dusty core disease, and core-rod myopathy. In Neuromuscular disorders : NMD, 31, 968-977. doi:10.1016/j.nmd.2021.08.015. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34627702/
4. Goebel, Hans H, Laing, Nigel G. . Actinopathies and myosinopathies. In Brain pathology (Zurich, Switzerland), 19, 516-22. doi:10.1111/j.1750-3639.2009.00287.x. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19563543/
5. Díaz Expósito, Arancha, Robles Mezcua, Ainhoa, Pérez Cabeza, Alejandro I, García Pinilla, José Manuel. 2022. A new mutation in the ACTA1 gene possibly associated with dilated cardiomyopathy without concomitant myopathy. In Revista espanola de cardiologia (English ed.), 75, 850-852. doi:10.1016/j.rec.2022.03.005. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35597757/
6. Sharma, M C, Goebel, H H. . Protein aggregate myopathies. In Neurology India, 53, 273-9. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16230791/
7. Clayton, Joshua S, Suleski, Isabella, Vo, Christina, Laing, Nigel G, Taylor, Rhonda L. 2022. Generation of an induced pluripotent stem cell line from a 3-month-old nemaline myopathy patient with a heterozygous dominant c.515C > A (p.Ala172Glu) variant in the ACTA1 gene. In Stem cell research, 63, 102829. doi:10.1016/j.scr.2022.102829. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35728439/
8. Suleski, Isabella S, Smith, Robert, Vo, Christina, Taylor, Rhonda L, Clayton, Joshua S. 2022. Generation of two isogenic induced pluripotent stem cell lines from a 1-month-old nemaline myopathy patient harbouring a homozygous recessive c.121C > T (p.Arg39Ter) variant in the ACTA1 gene. In Stem cell research, 63, 102830. doi:10.1016/j.scr.2022.102830. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35728440/