常染色体隐性遗传肢带型肌营养不良症致病基因

乐雅养生网导读：本文介绍常染色体隐性遗传肢带型肌营养不良症致病基因。……

肢带型肌营养不良症( lmi b-girdle muscular dys- trophy, LGMD)是一组遗传模式和临床症状具有高度异质性的常染色体连锁遗传性肌营养不良,主要累及肢体近端。其遗传模式分为显性与隐性遗传, 但约有半数为散发病例。Bushby和Beckmann根据基因分析结果,将显性遗传者以LGMD1表示,隐性遗传者以LGMD2表示。目前已发现的常染色体显性遗传LGMD有6种: LGMD1A、LGMD1B、LG- MD1C、LGMD1D、LGMD1E、LGMD1F。常染色体隐性遗传LGMD有10种,其中轻型6种: LGMD2A、 LGMD2B、LGMD2G、LGMD2H、LGMD2 I、LGMD2J; 重型4种: LGMD2C、LGMD2D、LGMD2E、LGMD2F, 致病基因均与编码肌聚糖蛋白有关。LGMD1较罕见,病情通常较轻,占所有LGMD不到10%。较之LGMD1, LGMD2更为常见,发病率为1：15000,但地域差别也很大。骨骼肌的肌节是由肌动蛋白和肌球蛋白构成的有高度组织性的结构, 其完整性由一系列结构蛋白调控。近年来,一些相关的蛋白相继被鉴定出来,如肌纤维膜上的dystro- phin、sarcoglycans、dysferlin、caveolin-3;细胞外基质的 2-laminin、collagen VI;肌节的telethonin、myotilin、 titin、nebulin;细胞质的calpain-3、TRIM32;细胞核的 emerin、lamin A /C、survivalmotor neuron protein;糖基化途径的fukutin、fukutin-related protein。这些蛋白相应基因的突变就可以引起相应的肌肉疾病。

一、LGMD2的基因定位及表达产物

1LGMD2A 致病基因定位于15q15. 1-21. 1,其基因表达产物为calpain-3。calpain-3 (94 kD )是存在于细胞质中的骨骼肌特异性Ca2+激活中性蛋白酶,定位于肌原纤维的N2区。calpain-3是已知各型 LGMD2致病基因表达产物中唯一的酶蛋白,其余均为肌纤维膜上的结构蛋白。它是一种半胱氨酸蛋白酶,在肌节蛋白的分解中起作用,在转录因子的修饰中亦有调节作用。calpain家族包括普通cal- pain、组织特异性calpain和非典型calpain。一种 calpain功能的丧失将激活包括其他calpain在内的蛋白酶,导致肌肉的降解。

2LGMD2B LGMD2B和Miyoshi肌病(MM )是由同一基因 (DYSF)突变引起两种临床症状不同的常染色体隐性遗传病。LGMD2B儿童期活动正常, 20岁左右起病,以近端肌营养不良为主,进展缓慢,肢体远端前部肌肉到疾病晚期也很少受累。Miyoshi肌病一般在15岁以后起病,以远端肌营养不良为主, 早期就累及下肢后部肌群,患者踮脚站立不能,进展亦较缓慢。1994年Bashir等对LGMD2B家系利用微卫星标记进行连锁分析发现其致病基因与 2p上的D2S134和D2S136两个位点连锁,并将致病基因粗略定位于2p13-16。Passos-Bueno等在 1995年进一步将该基因定位于2p13的D2S292 和D2S286之间大约4~5 cM的范围内。DYSF基因全长约为150 kb,含55个外显子,含有一个 6243 bp的开放性阅读框。DYSF基因的编码产物为dysferlin,在人类发育早期表达。dysferlin在肢体开始进行区域化分化时出现,这一时期缺乏dysfer- lin可能是肌肉选择性受累的原因。正常人的dys- ferlin主要表达于骨骼肌肌膜,在靠近肌膜的胞浆囊泡中也有表达,在神经肌肉接头处也发现dysfer- lin的存在。dysferlin在LGMD2B和MM的病人中缺失或明显减少。Dysferlin在Ca2+诱导的细胞膜融合和修复上具有一定的作用。肌纤维膜的破坏导致Ca2+内流,在损伤部位附近形成一个短暂的高钙区,含有dysferlin的囊泡向损伤部位移动,在这里这些囊泡相互并同质膜融合,从而起到修复质膜作用。在此过程中, dysferlin通过与其他的dys- ferlin分子、annexins或质膜上其他未知的蛋白相互作用促进囊泡的融合。在LGMD2B和MM的病人, 由于缺乏dysferlin,肌纤维膜破裂后不能被修复,肌纤维将难于存活。