ACTG2,也称为Actin, gamma 2, smooth muscle, enteric,是一种重要的基因,编码平滑肌细胞中的肌动蛋白。肌动蛋白是细胞骨架的主要成分之一,参与细胞收缩、细胞分裂和细胞运动等多种生物学过程。ACTG2基因位于人类染色体2p13.1上,包含8个外显子和7个内含子。
ACTG2基因的变异与多种疾病相关。例如,非洲退行性内脏平滑肌瘤(ADL)是一种影响年轻非洲儿童的疾病,其特征是肠平滑肌功能障碍和肠梗阻。研究表明,ACTG2基因的变异可能是ADL发病的重要分子基础。在一项研究中,研究人员对5名患有ADL的患者的ACTG2基因进行了分析,发现该基因的5号外显子(c.463 A>G K119R)存在变异,且这种变异在60%的患者中发生。此外,还发现了3个内含子区域的变异,这表明可能存在一个特定的基因型。生物信息学分析表明,这些ACTG2基因的变异会导致蛋白质表达异常,从而影响肌肉功能[1]。
ACTG2基因的变异也与膀胱微结肠肠低蠕动症(MMIHS)相关。MMIHS是一种罕见的先天性疾病,表现为膀胱扩张和肠蠕动减弱。在一项研究中,研究人员使用CRISPR/Cas9系统构建了ACTG2R257C杂合突变小鼠模型,发现这些小鼠表现出肠扩张和膀胱扩张的症状。功能分析显示,突变小鼠的胃肠转运时间延长,尿液斑点面积减小,平滑肌细胞收缩面积减少,肌动蛋白聚合受损。这些结果表明,ACTG2R257C杂合变异通过干扰肌动蛋白聚合来损害平滑肌细胞的收缩功能,导致胃肠运动障碍[2]。
除了上述疾病,ACTG2基因的变异还与慢性肠假性梗阻(CIPO)相关。CIPO是一种由神经或肌肉功能障碍引起的胃肠道疾病,表现为肠蠕动减弱和肠梗阻。在一项研究中,研究人员对8例散发性和2例家族性CIPO病例进行了全外显子测序,发现其中1例患者存在ACTG2基因的杂合错义变异。随后,他们对ACTG2基因进行了靶向测序,在另外23例CIPO患者中发现了9例ACTG2基因的杂合错义变异。这些变异影响ACTG2基因中高度保守的区域,编码对肠道肌肉收缩至关重要的蛋白质。这些发现为CIPO的临床表型与ACTG2基因型之间的相关性提供了证据,这是改善这些严重疾病的诊断和预后的第一步[3]。
综上所述,ACTG2基因的变异与多种疾病相关,包括ADL、MMIHS和CIPO。这些变异通过影响肌动蛋白的聚合和肌肉功能,导致平滑肌功能障碍和肠梗阻。深入研究ACTG2基因的变异机制,有助于开发新的治疗方法,改善这些疾病患者的预后。
参考文献:
1. Maluleke, T, Mangray, H, Arnold, M, Moore, H A, Moore, S W. 2018. Recurrent ACTG2 gene variation in African degenerative visceral leiomyopathy. In Pediatric surgery international, 35, 439-442. doi:10.1007/s00383-018-4367-5. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30430282/
2. Cai, Hui, Xiao, Yongtao, Chen, Shanshan, Cai, Wei, Wang, Ying. 2022. Heterozygous Actg2R257C mice mimic the phenotype of megacystis microcolon intestinal hypoperistalsis syndrome. In Neurogastroenterology and motility, 35, e14472. doi:10.1111/nmo.14472. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36264152/
3. Matera, Ivana, Rusmini, Marta, Guo, Yiran, Hakonarson, Hakon, Ceccherini, Isabella. 2016. Variants of the ACTG2 gene correlate with degree of severity and presence of megacystis in chronic intestinal pseudo-obstruction. In European journal of human genetics : EJHG, 24, 1211-5. doi:10.1038/ejhg.2015.275. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26813947/