Gen ALX4
Gen ALX4 nằm trên nhiễm sắc thể số 11, cung cấp hướng dẫn để tạo ra một protein thuộc họ homeobox. Các protein Homeobox chỉ đạo sự hình thành các cấu trúc cơ thể trong quá trình phát triển phôi thai sớm. Protein ALX4 cần thiết cho sự phát triển của hộp sọ và hình thành đầu và mặt, bắt đầu sớm trong quá trình phát triển của thai nhi. Protein này cũng tham gia vào quá trình hình thành các lớp da, nhưng vai trò vẫn chưa rõ ràng.
Chức năng chính
Protein ALX4 là một yếu tố phiên mã, nó gắn vào ADN và kiểm soát hoạt động của một số gen nhất định. Protein kiểm soát hoạt động của các gen quy định sự phát triển và phân chia tế bào, trưởng thành và biệt hóa, di chuyển và tồn tại. Cơ chế điều phối hoạt động của tế bào nhằm đảm bảo các tế bào bắt đầu và ngừng phát triển vào những thời điểm cụ thể và có mặt đúng vị trí trong quá trình phát triển.
Đột biến gây bệnh
Phì đại xương đỉnh hộp sọ
Ít nhất tám đột biến trên gen ALX4 được tìm thấy gây ra phì đại foramina loại 2, đặc trưng bởi các lỗ mở rộng trong xương thành, là hai xương tạo thành đỉnh và hai bên của hộp sọ. Các khe hở ở xương đỉnh là bình thường trong quá trình phát triển của thai nhi, nhưng chúng thường đóng lại trước khi sinh. Ở những người bị bệnh, xương đỉnh vẫn mở trong suốt cuộc đời.
Các đột biến gây ra mở rộng xương ở đỉnh tạo ra một protein ALX4 không thể liên kết với ADN, làm thay đổi sự điều hòa của nhiều gen, dẫn đến gián đoạn một số quá trình tế bào bao gồm tăng sinh, biệt hóa và tồn tại (apoptosis). Trong giai đoạn phát triển ban đầu, hộp sọ dường như đặc biệt nhạy cảm với những thay đổi với hoạt động của protein ALX4. Các tế bào trong hộp sọ liên quan đến quá trình hình thành xương không thể hoạt động bình thường, dẫn đến thiếu xương ở các vùng của hộp sọ và phì đại thành xương.
Loạn sản trán
Ít nhất bốn đột biến gen ALX4 gây ra chứng loạn sản trán. Đột biến gen ALX4 gây ra một dạng rối loạn được gọi là loạn sản trán loại 2. Ngoài dị dạng trên khuôn mặt, còn có các đặc điểm như bất thường bộ phận sinh dục ở nam giới, rụng tóc và phì đại vùng đỉnh. Các đột biến gen ALX4 gây ra chứng loạn sản trán loại 2 làm giảm hoặc ngăn cản hoạt động của protein ALX4. Do đó, protein không thể liên kết với ADN và điều chỉnh chức năng gen, dẫn đến kiểm soát kém sự tăng sinh và di chuyển của tế bào trong quá trình phát triển, cuối cùng gây dị dạng ở giữa mặt, đặc biệt ảnh hưởng đến mũi, gây ra lỗ (khe) trong mũi. Sự phát triển bất thường này cũng có thể cản trở sự hình thành hộp sọ, có khả năng góp phần làm phì đại xương đỉnh. Ở một số bệnh nhân, đột biến gen ALX4 làm suy giảm chức năng của các nang tóc và dẫn đến chứng rụng tóc nhưng cơ chế chưa rõ ràng.
Bởi vì phì đại xương đỉnh có thể là một đặc điểm của loạn sản trán loại 2, hai tình trạng này do đột biến trên cùng một gen gây ra, nên chưa rõ liệu những tình trạng này là rối loạn riêng biệt hay là một phần của phổ bệnh.
Hội chứng Potocki-Shaffer
Đột biến mất đoạn chứa gen ALX4 gây ra hội chứng Potocki-Shaffer, người bệnh có xương đỉnh mở rộng và nhiều khối u xương không phải ung thư. Các dấu hiệu và triệu chứng khác gặp ở một số người mắc hội chứng Potocki-Shaffer bao gồm khuyết tật trí tuệ, chậm phát triển, các dị biệt trên khuôn mặt, các vấn đề về thị lực và bệnh tim, thận, đường tiết niệu.
Hội chứng Potocki-Shaffer (còn được gọi là hội chứng mất đoạn gần 11p) do mất vật liệu di truyền từ nhánh ngắn (p) của nhiễm sắc thể 11. Ở những người bệnh, mất gen ALX4 trong vùng này dẫn đến chứng phì đại xương đỉnh. Đặc điểm này xảy ra do thiếu yếu tố phiên mã ALX4 gây ra bởi mất gen, làm gián đoạn một số quá trình tế bào và suy giảm hình thành xương. Mất thêm các gen trong vùng bị xóa có thể góp phần vào các đặc điểm khác của hội chứng Potocki-Shaffer. Mất gen EXT2 dẫn đến nhiều u xương, xóa gen PHF21A gây ra khuyết tật trí tuệ và các đặc điểm khác biệt trên khuôn mặt.
Xem thêm hội chứng Potocki-ShafferCác tên gọi khác
- ALX4_HUMAN
- FPP
- homeodomain transcription factor ALX4
- KIAA1788
- PFM
- PFM2
References
- Genetic Testing Information. ALX4 ALX homeobox 4 [ Homo sapiens (human) ]. Retrieved May 5, 2021 from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/60529
- Catalog of Genes and Diseases from OMIM. ARISTALESS HOMEOBOX 4; ALX4. Retrieved May 5, 2021 from https://omim.org/entry/605420
- U.S National Library of Medicine. ALX4 gene. Retrieved May 5, 2021 from https://medlineplus.gov/genetics/gene/alx4/