Gen ACVR1
Gen ACVR1 nằm trên nhiễm sắc thể 2, cung cấp hướng dẫn tạo ra protein thụ thể activin loại 1 (ACVR1), nó thuộc họ thụ thể protein di truyền xương loại I (BMP). Các thụ thể BMP kéo dài qua màng tế bào, do đó một đầu của protein vẫn ở bên trong tế bào trong khi đầu còn lại nhô ra khỏi mặt bên ngoài của tế bào. Vị trí này cho phép các thụ thể nhận tín hiệu từ bên ngoài tế bào rồi truyền vào bên trong để điều phối quá trình phát triển và hoạt động của tế bào.
Chức năng chính
Protein ACVR1 hiện diện trong nhiều mô của cơ thể, bao gồm cả cơ xương và sụn. Nó kiểm soát quá trình tăng trưởng và phát triển của xương và cơ, bao gồm cả cơ chế thay thế dần dần sụn bằng xương (quá trình hóa xương). Quá trình này xảy ra trong giai đoạn trưởng thành bộ xương từ sơ sinh đến khi trưởng thành.
Protein ACVR1 thường được bật (hoạt hóa) vào một số thời điểm thích hợp bởi các phối tử. Quá trình hoạt hóa có thể xảy ra khi phối tử (vd BMP hoặc protein activin A) liên kết với thụ thể hoặc với các protein khác mà nó tạo thành phức hợp. Một protein khác được gọi là FKBP12 có thể tắt (ức chế) ACVR1 bằng cách liên kết với thụ thể và ngăn chặn sự hoạt hóa sai (rò rỉ) trong trường hợp không có phối tử.
Đột biến gây bệnh
Xơ hóa sợi
Các đột biến gen ACVR1 gây ra bệnh xơ hóa sợi (fibrodysplasia ossificans progressiva) khi cơ và mô liên kết như gân và dây chằng dần dần được thay thế bằng xương (hóa xương). Mô xương hình thành bên ngoài khung xương nên khớp bị đóng cứng, do đó người bệnh di chuyển khó khăn. Một biến thể có mặt tại tất cả trường hợp mang các đặc điểm cổ điển của bệnh, nó thay thế axit amin arginine bằng histidine tại vị trí 206 của protein ACVR1 (Arg206His hoặc R206H). Các biến thể khác gây ra những dạng bệnh hiếm hơn với mức độ có thể nghiêm trọng hơn và thường liên quan đến các bất thường về xương, vd như nhiều ngón tay và ngón chân hình thành bất thường. Các biến thể gây bệnh xảy ra ngẫu nhiên (de novo) trong quá trình hình thành các tế bào sinh sản (trứng hoặc tinh trùng) từ cha mẹ của người bệnh hoặc trong giai đoạn phát triển sớm của phôi thai. Thay đổi di truyền hiện hữu trong tất cả các tế bào của người bệnh.
Biến thể R206H thay đổi hình dạng của protein ACVR1, từ đó phá vỡ liên kết của protein ức chế FKBP12. Do đó, thụ thể liên tục được bật ngay cả khi không có phối tử. Các biến thể gen ACVR1 khác dẫn đến một phiên bản protein thụ thể dễ được kích hoạt bởi các phối tử hơn so với phiên bản bình thường. Thị thể hoạt động quá nhiều khiến xương và sụn phát triển quá mức, từ đó dẫn đến các dấu hiệu và triệu chứng của bệnh xơ hóa sợi. Mặc dù các biến thể gen ACVR1 giống nhau gây ra bệnh ung thư não dạng sợi có liên quan đến một bệnh ung thư não hiếm gặp (được mô tả bên dưới), những người bị bệnh xơ sợi tuyến sản không bị tăng nguy cơ phát triển ung thư.
Các vấn đề khác
Các biến thể gen ACVR1 góp phần phát triển một loại ung thư não hiếm gặp ở trẻ em được gọi là u thần kinh đệm nội tại lan tỏa (Diffuse Intrinsic Pontine Glioma - DIPG). Đa số người bệnh đều mang một đột biến trong một gen khác, nhưng cần phải có một đột biến thứ hai trong một gen khác (vd ACVR1) để khối u phát triển. Các biến thể ACVR1 hiện diện trong khoảng 25% trẻ em bị DIPG.
Phần lớn các biến thể gen ACVR1 liên quan đến DIPG đều giống với các biến thể gây bệnh xơ hóa sợi. Tuy nhiên, trong DIPG, biến thể xảy ra trong quá trình sống của một người và chỉ xuất hiện trong các tế bào trở thành ung thư. (Loại thay đổi di truyền này được gọi là đột biến soma.) Tương tự như xơ hóa sợi, biến thể ACVR1 làm tăng hoạt động của thụ thể ACVR1. Kết hợp với những thay đổi khác của tế bào, hoạt động bất thường của thụ thể ACVR1 có thể khiến tế bào phát triển và phân chia không kiểm soát rồi dẫn đến ung thư.
Các tên gọi khác
- activin A receptor type I
- activin A receptor, type I
- activin A receptor, type II-like kinase 2
- activin A type I receptor
- activin A type I receptor precursor
- ActR-IA protein, human
- ACTRI
- ACVR1_HUMAN
- ACVR1A
- ACVRLK2
- ALK2
- hydroxyalkyl-protein kinase
- SKR1
Tài liệu tham khảo
- Genetic Testing Information. ACVR1 activin A receptor type 1 [Homo sapiens (human)]. Retrieved October 17, 2022 from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/90/
- Catalog of Genes and Diseases from OMIM. ACTIVIN A RECEPTOR, TYPE I; ACVR1 . Retrieved October 17, 2022 from https://omim.org/entry/102576
- National Library of Medicine. ACVR1 gene. Retrieved October 17, 2022 from https://medlineplus.gov/genetics/gene/acvr1/