Gen ARX

Đột biến gen ARX có thể gây ra bệnh não phát triển và động kinh 1 (Developmental and Epileptic Encephalopathy 1 - DEE1). Trẻ sơ sinh mắc bệnh thường xuyên xuất hiện các cơn co thắt đột ngột (infantile spasms) và thiểu năng trí tuệ.

Protein ARX bình thường có bốn vùng polyalanine, trong đó mỗi vùng là một chuỗi axit amin alanine lặp lại nhiều lần. Loại đột biến phổ biến nhất gây ra bệnh não phát triển và động kinh 1 là đột biến lặp lại mở rộng đoạn trình tự ADN ngắn. Đột biến này gắn thêm alanine vào chuỗi polyalanine thứ nhất hoặc thứ hai trong protein ARX nên protein giảm số lượng hoặc suy yếu chức năng. Do đó, các tế bào thần kinh trung gian không thể di chuyển bình thường trong giai đoạn phôi, dẫn đến chứng co thắt trên trẻ sơ sinh và các vấn đề thần kinh khác.

Một số đột biến gen ARX gây ra hội chứng Partington. Đây là một dạng rối loạn thần kinh gây ra thiểu năng trí tuệ và loạn trương lực cơ cục bộ tại bàn tay.

Loại đột biến phổ biến nhất gây ra hội chứng Partington là lặp lại đoạn trình tự ADN từ vị trí 428 đến 451 trong gen ARX (kí hiệu là c.428-451dup). Đột biến làm cho vùng polyalanine trên protein ARX kéo dài từ 12 lên 20 axit amin nên protein giảm số lượng hoặc suy yếu chức năng. Do đó, các tế bào thần kinh trung gian trong não không thể di chuyển bình thường trong giai đoạn phôi, dẫn đến thiểu năng trí tuệ và loạn trương lực cơ trên bệnh nhân mắc hội chứng Partington.

Ít nhất 30 đột biến gen ARX có thể gây ra bệnh não nhẵn kèm bất thường hệ sinh dục liên kết X (X-linked Lissencephaly with Abnormal Genitalia - XLAG). Não người bệnh phát triển bất thường nên chúng có hình dạng nhẵn mịn thay vì có nếp gấp và rãnh. Một đặc điểm quan trọng khác trên bệnh nhân nam là các bất thường cơ quan sinh dục như dương vật nhỏ, tinh hoàn ẩn hoặc cơ quan sinh dục ngoài có hình dạng không rõ ràng.

Đột biến gen ARX dẫn đến sản xuất protein ARX không có chức năng hoặc ngăn cản hoàn toàn quá trình tạo protein ARX. Do đó, protein này không thể điều chỉnh các gen liên quan đến hoạt động di chuyển các tế bào thần kinh trung gian, từ đó quá trình phát triển não gặp bất thường. Ngoài ra, protein ARX suy giảm còn gây gián đoạn đến quá trình biệt hóa tế bào hình thành tinh hoàn, khiến cho cơ quan sinh dục trên nam giới gặp bất thường. Người ta cho rằng gián đoạn chức năng protein ARX trong tuyến tụy gây ra các triệu chứng khác như tiêu chảy mãn tính và tăng đường huyết.

Phụ nữ mang đột biến gen ARX thường biểu hiện triệu chứng ít nghiêm trọng hơn so với nam giới. Họ có thể thiếu mô liên kết hai bên não trái và phải, thiểu năng trí tuệ và động kinh. Người ta ghi nhận một số trường hợp phụ nữ mang đột biến gen ARX nhưng không biểu hiện bất kì triệu chứng nào.

Đột biến gen ARX có thể gây ra nhiều vấn đề về suy giảm chức năng não. Một số đột biến gen dẫn đến thiểu năng trí tuệ nhưng không kèm theo các vấn đề về thần kinh khác (gọi là chứng thiểu năng trí tuệ liên-kết-X - XLID). Trường hợp thiểu năng trí tuệ liên-kết-X xảy ra kết hợp với các vấn đề thần kinh khác, người ta gọi là hội chứng thiểu năng trí tuệ liên kết X. Trong đó, đột biến gen ARX chiếm 9,5% tổng số trường hợp bệnh.

Ngoài ba bệnh đã mô tả trên, đột biến gen ARX còn gây ra bệnh động kinh giật cơ kèm theo thiểu năng trí tuệ và co cứng liên-kết-X, hội chứng Proud và não úng thủy kèm cơ quan sinh dục bất thường.

Người ta cho rằng một đột biến có thể gây ra nhiều bệnh khác nhau trên những người khác nhau, thậm chí giữa các thành viên trong cùng một gia đình. Họ vẫn chưa thể lí giải được điều này nhưng có thể các yếu tố môi trường và di truyền khác có thể liên quan.