Trung tâm xét nghiệm ihope

Thư viện Di truyền họcGen

Gen CHRNA4

10/03/202526/03/2025

Gen CHRNA4 nằm trên nhiễm sắc thể 20, cung cấp hướng dẫn tạo ra tiểu đơn vị α4 cho protein thụ thể acetylcholine nicotinic thần kinh (nAChR). Cấu trúc protein nAChR thường có năm tiểu đơn gồm hai tiểu đơn vị alpha (α) và ba tiểu đơn vị beta (β). Ngoài ra, protein nAChR có thể bao gồm các tiểu đơn vị khác kết hợp với nhau để tạo thành cấu trúc với đặc điểm riêng biệt. Trong não, protein nAChR thường gồm hai tiểu đơn vị α4 và ba tiểu đơn vị β2.

Chức năng chính

Protein nAChR phân bố rộng rãi trong não. Chúng có chức năng quan trọng đối với hoạt động truyền tín hiệu hóa học giữa các tế bào thần kinh. Protein nAChR hoạt động như các kênh ion, chúng cho phép các nguyên tử ion tích điện như canxi, natri và kali di chuyển qua màng tế bào. Các kênh này mở ra khi protein nAChR liên kết với chất dẫn truyền thần kinh acetylcholine. Ngoài ra, kênh nAChR cũng mở ra để đáp ứng với nicotine—một chất gây nghiện có trong thuốc lá.

Hoạt động giao tiếp giữa các tế bào thần kinh phụ thuộc vào chất dẫn truyền thần kinh. Tế bào thần kinh sẽ giải phóng những chất này đến tế bào thần kinh xung quanh hấp thụ. Quá trình giải phóng và hấp thụ chất dẫn truyền thần kinh được điều chỉnh chặt chẽ nhằm đảm bảo tín hiệu truyền đi giữa các tế bào thần kinh hiệu quả và chính xác. Người ta nhận thấy kênh nAChR tham gia kiểm soát quá trình giải phóng và hấp thụ các chất dẫn truyền thần kinh.

Nhiều chức năng não phụ thuộc vào kênh nAChR như giấc ngủ, trạng thái tỉnh táo, mệt mỏi, lo lắng, khả năng tập trung, nhận thức về cơn đau và trí nhớ. Dựa vào chức năng này, một số loại thuốc được phát triển để nhắm vào kênh nAChR trong não nhằm cai thuốc lá. Mặt khác, người ta cũng nghiên cứu nhiều loại thuốc khác nhắm vào các kênh này nhằm điều trị tâm thần phân liệt, bệnh Alzheimer và giảm đau. Kênh nAChR cũng liên quan đến quá trình phát triển não bộ vì chúng hoạt động trước khi thai nhi sinh ra.

Đột biến gây bệnh

Động kinh thùy trán về đêm di truyền trội

Ít nhất bốn đột biến gen CHRNA4 gây ra động kinh thùy trán về đêm di truyền trội (autosomal dominant nocturnal frontal lobe epilepsy). Đột biến thay đổi axit amin trong tiểu đơn vị α4 của kênh nAChR.

Đột biến CHRNA4 làm kênh nAChR nhạy cảm hơn với chất dẫn truyền thần kinh acetylcholine, do đó các kênh này dễ dàng mở ra. Một số tế bào thần kinh trong não bị kích thích quá mức dẫn đến não hoạt động bất thường và gây ra co giật. Người ta chưa rõ lí do tại sao các cơn co giật của người bệnh bắt đầu tại thùy trán trong não và thường diễn ra khi người bệnh ngủ.

Xem thêm Động kinh thùy trán về đêm di truyền trội

Các vấn đề khác

Một số biến thể của gen CHRNA4 có thể góp phần vào nguy cơ nghiện thuốc lá của một người. Thuốc lá và các dạng thuốc khác tương tự thuốc lá có chứa nicotine—một chất có khả năng tương tác với kênh nAChR trong não để tạo ra cảm giác khỏe mạnh và tỉnh táo hơn. Những thay đổi này trong não khiến nicotine là một chất co khả năng gây nghiện cao.

Nicotine tác động lên não chủ yếu bằng cách tương tác với các kênh nAChR, do đó, người ta đã nghiên cứu các tiểu đơn vị cấu tạo nên kênh này để xem những thay đổi về mặt di truyền có ảnh hưởng đến tình trạng nghiện thuốc lá hay không. Họ phát hiện ra một số đa hình CHRNA4 liên quan đến nguy cơ nghiện thuốc lá của một người. Mỗi đa hình làm thay đổi một axit amin duy nhất trong tiểu đơn vị α4 của kênh nAChR. Những thay đổi này biến đổi cấu trúc của kênh nAChR, từ đó chúng ảnh hưởng đến quá trình giải phóng và hấp thụ các chất dẫn truyền thần kinh trong não bao gồm dopamine. Tuy nhiên, người ta chưa rõ những thay đổi này trong não ảnh hưởng cụ thể đến nguy cơ nghiện thuốc lá như thế nào.

Nghiên cứu đã chỉ ra các yếu tố di truyền có tác động nhất định đối với khả năng nghiện thuốc lá của một người. Tuy nhiên, giống như các dạng nghiện khác, nghiện thuốc lá là một hành vi phức tạp liên quan đến cả hai yếu tố di truyền và môi trường.

Các tên gọi khác

  • Acetylcholine receptor, neuronal nicotonic, alpha-4 subunit
  • ACHA4_HUMAN
  • BFNC
  • Cholinergic receptor, neuronal nicotinic, alpha polypeptide 4
  • cholinergic receptor, nicotinic alpha 4
  • cholinergic receptor, nicotinic, alpha 4
  • cholinergic receptor, nicotinic, alpha 4 (neuronal)
  • cholinergic receptor, nicotinic, alpha 4 subunit
  • cholinergic receptor, nicotinic, alpha polypeptide 4
  • EBN
  • EBN1
  • FLJ95812
  • NACHR
  • NACHRA4
  • NACRA4
  • neuronal nicotinic acetylcholine receptor alpha-4 subunit

Tài liệu tham khảo

  1. Genetic Testing Information. CHRNA4 cholinergic receptor nicotinic alpha 4 subunit [Homo sapiens (human)]. Retrieved January 06, 2025 from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/1137/
  2. Catalog of Genes and Diseases from OMIM. CHOLINERGIC RECEPTOR, NEURONAL NICOTINIC, ALPHA POLYPEPTIDE 4; CHRNA4. Retrieved January 06, 2025 from https://omim.org/entry/118504
  3. National Library of Medicine. CHRNA4 gene. Retrieved January 06, 2025 from https://medlineplus.gov/genetics/gene/chrna4/