Pth,即甲状旁腺激素基因,编码一种重要的内分泌激素——甲状旁腺激素(Parathyroid Hormone,PTH)。PTH是一种由甲状旁腺分泌的多肽激素,在维持钙磷平衡、骨形成和骨骼发育中起着关键作用[5]。PTH的信号传导机制主要通过与靶细胞膜上的PTH受体(PTH/PTH-related protein receptor,PTHR)结合,激活下游的细胞内信号通路,如环磷酸腺苷(cAMP)途径和蛋白激酶C(PKC)途径,进而调节基因表达和细胞功能。
PTH基因的表达受到多种因素的调节,包括维生素D、钙和磷酸盐等。维生素D可以通过抑制PTH基因的转录和翻译,降低PTH的合成和分泌[3]。低钙血症和高磷血症可以分别通过增加和减少PTH mRNA的稳定性,上调PTH基因的表达[3]。
PTH基因的突变可以导致甲状旁腺功能减退症(Hypoparathyroidism,HPT),这是一种以低钙血症和高磷血症为特征的疾病。HPT可以是原发性的,也可以是继发性的,继发性HPT常见于慢性肾衰竭等疾病[4]。目前,已报道的PTH基因突变类型包括无义突变、错义突变和剪接突变等,这些突变可能导致PTH的合成和分泌障碍,进而引起HPT[4]。
PTH基因的下游靶基因包括许多与骨形成和骨吸收相关的基因,如Mmp13、c-fos和Gprc5a等。Mmp13是一种基质金属蛋白酶,参与骨重塑和软骨内骨形成的早期阶段[2]。c-fos是一种即刻早期基因,参与调节骨细胞的生理功能和骨重塑[3,4]。Gprc5a是一种孤儿G蛋白偶联受体,可以负向调节成骨细胞的增殖和分化[1]。
综上所述,PTH基因是一种重要的内分泌激素基因,其表达受到多种因素的调节,并在维持钙磷平衡、骨形成和骨骼发育中起着关键作用。PTH基因的突变可以导致HPT,而PTH基因的下游靶基因则参与骨细胞生理功能和骨重塑的调节。因此,深入研究PTH基因及其下游信号通路对于理解骨代谢的调节机制和开发治疗骨质疏松等骨代谢疾病的新策略具有重要意义。
参考文献:
1. Sampei, Chisato, Kato, Kosuke, Arasaki, Yasuhiro, Ezura, Yoichi, Hayata, Tadayoshi. 2024. Gprc5a is a novel parathyroid hormone-inducible gene and negatively regulates osteoblast proliferation and differentiation. In Journal of cellular physiology, 239, e31297. doi:10.1002/jcp.31297. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38769895/
2. Nakatani, Teruyo, Partridge, Nicola C. . MEF2C Interacts With c-FOS in PTH-Stimulated Mmp13 Gene Expression in Osteoblastic Cells. In Endocrinology, 158, 3778-3791. doi:10.1210/en.2017-00159. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28973134/
3. Silver, J, Yalcindag, C, Sela-Brown, A, Kilav, R, Naveh-Many, T. . Regulation of the parathyroid hormone gene by vitamin D, calcium and phosphate. In Kidney international. Supplement, 73, S2-7. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10633456/
4. Cinque, Luigia, Sparaneo, Angelo, Penta, Laura, Guarnieri, Vito, Prontera, Paolo. . Autosomal Dominant PTH Gene Signal Sequence Mutation in a Family With Familial Isolated Hypoparathyroidism. In The Journal of clinical endocrinology and metabolism, 102, 3961-3969. doi:10.1210/jc.2017-00250. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28938448/
5. Naylor, S L, Sakaguchi, A Y, Szoka, P, Rich, A, Shows, T B. . Human parathyroid hormone gene (PTH) is on short arm of chromosome 11. In Somatic cell genetics, 9, 609-16. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/6353628/