Gen COL4A1

Các đột biến gen COL4A1 gây ra bệnh mạch nhỏ não liên-quan-COL4A1 (COL4A1-related brain small-vessel disease). Bệnh này thuộc nhóm bệnh lí liên quan đến COL4A1 với nhiều dấu hiệu và triệu chứng chồng chéo liên quan đến mạch máu dễ vỡ. Người bệnh có biểu hiện đột quỵ và các bất thường về mắt. Phần lớn đột biến thay đổi một trong các axit amin được sử dụng để tạo chuỗi alpha1(IV) của collagen loại IV. Cụ thể hơn, đột biến thay thế axit amin glycine bằng một axit amin khác tại một trong những vị trí khác nhau trong chuỗi collagen, nên chuỗi collagen không thể kết hợp với các chuỗi khác để tạo thành phân tử collagen loại IV hoàn chỉnh. Collagen loại IV bị thay đổi nên mạng lưới protein khó hình thành dẫn đến màng đáy không thể phát triển bình thường kéo theo các mô mà chúng hỗ trợ bị suy yếu. Cuối cùng, các mạch máu khắp cơ thể trở nên mỏng manh, dẫn đến các dấu hiệu và triệu chứng của bệnh mạch não nhỏ liên quan COL4A1.

Hiện nay, người ta chưa rõ làm thế nào đột biến gen COL4A1 có thể dẫn đến các bệnh lí khác nhau. Có khả năng đột biến tại nhiều vùng của gen góp phần phát triển các dấu hiệu và triệu chứng khác nhau liên quan đến COL4A1. Những thay đổi di truyền khác cũng như các yếu tố môi trường cũng có thể góp phần vào các đặc điểm khác của bệnh.

Các đột biến gen COL4A1 gây ra bệnh lỗ não gia đình (familial porencephaly), một thành viên khác của nhóm bệnh liên quan đến COL4A1. Người bệnh có biểu hiện đặc trưng gồm đột quỵ sớm và u nang não. Đa số đột biến gen thay đổi một trong các axit amin được sử dụng để tạo chuỗi alpha1(IV) của collagen loại IV. Cụ thể hơn, đột biến thay thế axit amin glycine bằng một axit amin khác tại một trong những vị trí khác nhau trong chuỗi collagen, nên chuỗi collagen không thể kết hợp với các chuỗi khác để tạo thành phân tử collagen loại IV hoàn chỉnh. Collagen loại IV bị thay đổi nên mạng lưới protein khó hình thành dẫn đến màng đáy không thể phát triển bình thường kéo theo các mô mà chúng hỗ trợ bị suy yếu. Cuối cùng, mạch máu trong não trở nên dễ vỡ, dẫn đến các dấu hiệu và triệu chứng của bệnh lỗ não gia đình.

Các đột biến gen COL4A1 gây ra bệnh mạch máu di truyền với bệnh thận, chứng phình động mạch và hội chứng chuột rút cơ (Hereditary Angiopathy with Nephropathy, Aneurysms, and muscle Cramps syndrome - HANAC), thành viên thứ ba của nhóm bệnh liên quan COL4A1. Người bệnh có biểu hiện đặc trưng gồm mạch máu trong não và khắp cơ thể bị suy yếu, bệnh thận, chuột rút cơ và các bất thường về mắt. Đa phần đột biến gen thay đổi một trong các axit amin được sử dụng để tạo chuỗi alpha1(IV) của collagen loại IV. Cụ thể hơn, đột biến thay thế axit amin glycine bằng một axit amin khác tại một trong những vị trí khác nhau trong chuỗi collagen, nên chuỗi collagen không thể kết hợp với các chuỗi khác để tạo thành phân tử collagen loại IV hoàn chỉnh. Collagen loại IV bị thay đổi nên mạng lưới protein khó hình thành dẫn đến màng đáy không thể phát triển bình thường kéo theo các mô mà chúng hỗ trợ bị suy yếu, đặc biệt tại mắt và thận. Các mạch máu dễ vỡ và màng đáy suy yếu dẫn đến các dấu hiệu và triệu chứng của hội chứng HANAC.