基因Atl1(也称为Atlastin-1)是一种重要的蛋白质,在细胞内的内质网(ER)形态形成和动态调节中发挥着关键作用。内质网是细胞内最大的细胞器之一,参与多种细胞过程,包括蛋白质合成、折叠和运输。Atlastin-1是内质网形态形成的关键调节因子,它通过控制膜融合和弯曲来调节内质网的形态[4]。此外,Atlastin-1还与神经元活动和功能密切相关,突变可能导致神经系统疾病的发生,如遗传性痉挛性截瘫(HSP)[5]。
遗传性痉挛性截瘫是一种罕见的遗传性神经退行性疾病,其主要特征是下肢的痉挛和无力。HSP具有高度的遗传和临床异质性,诊断具有挑战性。多基因面板允许使用下一代测序进行高通量靶向分析,以提高诊断效率[3]。在HSP中,Atlastin-1的突变是导致遗传性痉挛性截瘫3A型(SPG3A)的主要原因之一[2]。SPG3A是一种常染色体显性遗传性疾病,表现为双侧和对称的下肢痉挛和无力。
Atlastin-1基因的突变可能导致蛋白质结构和功能的改变,进而影响内质网的形态和功能。突变可能导致Atlastin-1蛋白的活性降低或丧失,从而影响内质网的形态形成和动态调节。这可能导致神经元活动受损,进而引发HSP等神经系统疾病。
研究表明,Atlastin-1基因的突变在HSP患者中相对较少见。例如,在一项对1550名HSP患者的研究中,Atlastin-1基因的突变仅占所有基因突变的一小部分[3]。此外,Atlastin-1基因的突变在不同人群中具有不同的发生频率。例如,在一项对捷克HSP患者的研究中,Atlastin-1基因的突变发生率较低,约为4.5%[1]。然而,在其他人群中,Atlastin-1基因的突变可能更为常见。
为了更好地了解Atlastin-1基因突变对HSP的影响,研究人员进行了多种研究。例如,一项研究使用计算机分析工具对Atlastin-1基因进行了广泛的分析,发现了五个可能导致HSP的突变[2]。这些突变被认为是最有害的,并对Atlastin-1蛋白的功能和结构产生负面影响。此外,研究表明,Atlastin-1基因的突变可能导致复杂的表型,包括远端萎缩等[6]。
综上所述,基因Atl1(Atlastin-1)在细胞内内质网形态形成和动态调节中发挥着重要作用。Atlastin-1基因的突变可能导致HSP等神经系统疾病的发生。尽管Atlastin-1基因的突变在HSP患者中相对较少见,但它们仍然是一个重要的研究热点。进一步的研究将有助于更好地理解Atlastin-1基因突变对HSP的影响,并为HSP等神经系统疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Mészárosová, Anna Uhrová, Grečmalová, Dagmar, Brázdilová, Michaela, Staněk, David, Seeman, Pavel. 2017. Disease-Causing Variants in the ATL1 Gene Are a Rare Cause of Hereditary Spastic Paraplegia among Czech Patients. In Annals of human genetics, 81, 249-257. doi:10.1111/ahg.12206. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28736820/
2. Mustafa, Mujahed I, Murshed, Naseem S, Abdelmoneim, Abdelrahman H, Elfadol, Nafisa M, Makhawi, Abdelrafie M. 2020. Extensive In Silico Analysis of ATL1 Gene : Discovered Five Mutations That May Cause Hereditary Spastic Paraplegia Type 3A. In Scientifica, 2020, 8329286. doi:10.1155/2020/8329286. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32322428/
3. Méreaux, Jean-Loup, Banneau, Guillaume, Papin, Mélanie, Leguern, Eric, Stevanin, Giovanni. . Clinical and genetic spectra of 1550 index patients with hereditary spastic paraplegia. In Brain : a journal of neurology, 145, 1029-1037. doi:10.1093/brain/awab386. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34983064/
4. Shih, Yu-Tzu, Hsueh, Yi-Ping. 2018. The involvement of endoplasmic reticulum formation and protein synthesis efficiency in VCP- and ATL1-related neurological disorders. In Journal of biomedical science, 25, 2. doi:10.1186/s12929-017-0403-3. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29310658/
5. de Bot, S T, Veldink, J H, Vermeer, S, Kamsteeg, E J, van de Warrenburg, B P. 2012. ATL1 and REEP1 mutations in hereditary and sporadic upper motor neuron syndromes. In Journal of neurology, 260, 869-75. doi:10.1007/s00415-012-6723-z. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23108492/
6. Zhao, Guo-Hua, Liu, Xiao-Min. 2017. Clinical features and genotype-phenotype correlation analysis in patients with ATL1 mutations: A literature reanalysis. In Translational neurodegeneration, 6, 9. doi:10.1186/s40035-017-0079-3. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28396731/