Plec基因编码的蛋白称为plectin,是一种巨大的细胞骨架连接蛋白和中间丝稳定蛋白。Plec蛋白在多种细胞类型中表达,并在细胞内起着维持细胞结构和细胞骨架组织的重要作用。Plec蛋白的异常表达或突变与多种疾病的发生发展密切相关。
Plec基因突变可导致多种疾病,统称为plectinopathies。最常见的疾病是常染色体隐性遗传病EBS-MD,其特征为皮肤水疱和进行性肌肉无力。除了EBS-MD,PLEC基因突变还可导致EBS伴指甲营养不良、EBS-MD伴重症肌无力综合征、EBS伴幽门狭窄、肢体带型肌营养不良症R17型或EBS-Ogna。这些疾病的临床和病理表现主要与骨骼肌和心肌的损伤有关。
骨骼肌活检和plectin缺陷小鼠的研究发现,PLEC基因突变导致严重的肌肉萎缩特征,包括纤维大小不均、肌原纤维退行性变、线粒体改变和病理性desmin阳性蛋白聚集。超微结构上,PLEC基因突变导致肌原纤维和肌节结构紊乱、Z-和I-带改变、自噬体和细胞质体、错位和退化的线粒体。此外,PLEC基因突变还与先天性重症肌无力综合征(CMS)的发生有关,CMS是一种异质性疾病,其特征为神经肌肉接头处神经肌肉信号传导受损。Plectin蛋白在神经肌肉接头处也发挥着重要作用,其突变可能导致神经肌肉传导障碍,进而导致CMS的发生[1,2,4]。
除了皮肤和肌肉疾病,PLEC基因突变还与骨关节炎的发生发展有关。骨关节炎是一种常见的退行性关节疾病,其发病机制与多种因素有关,包括遗传因素。研究发现,PLEC基因的表观遗传修饰与骨关节炎的发生密切相关。在软骨组织中,PLEC基因的表观遗传修饰与基因表达和软骨细胞的功能密切相关。此外,PLEC基因的表观遗传修饰还与其他关节组织,如脂肪垫和滑膜组织中的基因表达和功能有关[3,7]。
PLEC基因突变还与听力损失有关。研究发现,PLEC基因的突变可导致儿童听觉神经病谱系障碍(ANSD)的发生,这是一种特殊的听力损失,其特征为异常的声音传导从耳蜗到大脑。PLEC基因的突变可影响耳蜗的神经元传导和突触功能,导致听力损失的发生。此外,PLEC基因的突变还与内耳的发育和功能有关,其突变可能导致内耳结构的异常和功能障碍,进而导致听力损失的发生[5,6]。
综上所述,PLEC基因编码的蛋白在维持细胞结构和细胞骨架组织方面发挥着重要作用。PLEC基因突变与多种疾病的发生发展密切相关,包括皮肤疾病、肌肉疾病、骨关节炎和听力损失等。PLEC基因的研究有助于深入理解PLEC蛋白的生物学功能和疾病发生机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Zrelski, Michaela M, Kustermann, Monika, Winter, Lilli. 2021. Muscle-Related Plectinopathies. In Cells, 10, . doi:10.3390/cells10092480. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34572129/
2. Ohno, Kinji, Ohkawara, Bisei, Shen, Xin-Ming, Selcen, Duygu, Engel, Andrew G. 2023. Clinical and Pathologic Features of Congenital Myasthenic Syndromes Caused by 35 Genes-A Comprehensive Review. In International journal of molecular sciences, 24, . doi:10.3390/ijms24043730. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36835142/
3. Malemud, C J. 2020. Role of epigenetics in the pathogenesis and progression of osteoarthritis AK Sorial et al. Multi-tissue epigenetic analysis of the osteoarthritis susceptibility locus mapping to the plectin gene PLEC. In Osteoarthritis and cartilage, 28, 1401-1402. doi:10.1016/j.joca.2020.08.010. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32891768/
4. Gonzalez Garcia, Aixa, Tutmaher, Michelle S, Upadhyayula, Saila R, Sanchez Russo, Rossana, Verma, Sumit. 2019. Novel PLEC gene variants causing congenital myasthenic syndrome. In Muscle & nerve, 60, E40-E43. doi:10.1002/mus.26703. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31509265/
5. Natsuga, Ken. 2014. Plectin-related skin diseases. In Journal of dermatological science, 77, 139-45. doi:10.1016/j.jdermsci.2014.11.005. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25530118/
6. Zhang, Tianyang, Xu, Zhenhang, Zheng, Danya, Zhang, Luping, Zallocchi, Marisa. 2023. Novel biallelic variants in the PLEC gene are associated with severe hearing loss. In Hearing research, 436, 108831. doi:10.1016/j.heares.2023.108831. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37393735/
7. Sorial, A K, Hofer, I M J, Tselepi, M, Rice, S J, Loughlin, J. 2020. Multi-tissue epigenetic analysis of the osteoarthritis susceptibility locus mapping to the plectin gene PLEC. In Osteoarthritis and cartilage, 28, 1448-1458. doi:10.1016/j.joca.2020.06.001. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32580029/