Gen LEMD3 nằm trên nhiễm sắc thể 12, cung cấp hướng dẫn tạo ra một protein trong màng nhân tế bào. Màng nhân bao quanh nhân, nó hoạt động như một rào cản giữa nhân và phần còn lại của tế bào.
Chức năng chính
Protein LEMD3 kiểm soát hai đường tín hiệu hóa học được gọi là con đường yếu tố tăng trưởng chuyển dạng beta (TGF-β) và con đường protein hình thái xương (BMP). Đường TGF-β và BMP điều chỉnh nhiều quá trình tế bào khác nhau, bao gồm sự phát triển và phân chia tế bào (tăng sinh), quá trình tế bào trưởng thành để thực hiện các chức năng đặc biệt (phân hóa) và quá trình tự hủy của tế bào (apoptosis). Những đường tín hiệu này cũng tham gia vào quá trình phát triển xương mới.
Tín hiệu qua đường BMP và TGF-β sẽ kích hoạt protein Smad liên kết vào một số vùng ADN để kích hoạt những gen mục tiêu. Protein LEMD3 tương tác với Smad để giảm tín hiệu qua các đường truyền này. Do đó, protein LEMD3 có thể duy trì tín hiệu tại mức bình thường bên trong tế bào.
Đột biến gây bệnh
Hội chứng Buschke-Ollendorff
Ít nhất 23 đột biến gen LEMD3 gây ra hội chứng Buschke-Ollendorff—một rối loạn mô liên kết hiếm gặp (mô liên kết cung cấp sự hỗ trợ, sức mạnh và tính linh hoạt cho các cơ quan và mô trên khắp cơ thể). Biểu hiện đặc trưng gồm các khối u trên da được gọi là nốt ruồi mô liên kết và các bất thường về xương, phổ biến nhất là bệnh loãng xương. Hiếm khi người mắc hội chứng Buschke-Ollendorff có một bất thường về xương khác được gọi là bệnh nến xương.
Mỗi đột biến gen LEMD3 đều ngăn cản quá trình sản xuất protein LEMD3 từ một bản sao của gen trong mỗi tế bào, nên tổng lượng protein LEMD3 giảm một nửa. Tình trạng thiếu protein LEMD3 làm tăng tín hiệu qua các đường BMP và TGF-β, nên mô xương tăng cường hình thành rồi dẫn đến các vùng xương quá dày hoặc tăng trưởng xương quá mức. Người ta chưa rõ tín hiệu tăng cường liên quan như thế nào đến sự phát triển của bớt trung bì.
Xem thêm Hội chứng Buschke-OllendorffCác vấn đề khác
Đột biến gen LEMD3 cũng hiện diện trên những người bị loãng xương đơn lẻ, người bệnh có số vùng bị tăng mật độ xương nhưng lại không có các đặc điểm khác của hội chứng Buschke-Ollendorff. Thỉnh thoảng, đột biến này gây ra loãng xương và melorheostosis mà không có bớt trung bì. Nghiên cứu cho thấy đột biến gen LEMD3 không gây ra melorheostosis khi bất thường về xương này xảy ra đơn lẻ.
Các nhà nghiên cứu đang tìm hiểu lý do tại sao đột biến gen LEMD3 gây ra hội chứng Buschke-Ollendorff trên một số người và loãng xương đơn lẻ hoặc loãng xương kèm melorheostosis trên những người khác. Trong một số trường hợp, cùng một đột biến gây ra tất cả các bệnh lý này trên các thành viên khác nhau trong cùng một gia đình. Mỗi đột biến làm giảm lượng protein LEMD3 được sản xuất trong tế bào, nên tín hiệu BMP và TGF-β tăng bất thường rồi dẫn đến các vùng tăng mật độ xương và xương phát triển dư thừa.
Các tên gọi khác
- inner nuclear membrane protein Man1
- integral inner nuclear membrane protein
- LEM domain-containing protein 3
- MAN1
- MAN1_HUMAN
Tài liệu tham khảo
- Genetic Testing Information. LEMD3 LEM domain containing 3 [Homo sapiens (human)]. Retrieved August 05, 2024 from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/23592/
- Catalog of Genes and Diseases from OMIM. LEM DOMAIN-CONTAINING PROTEIN 3; LEMD3. Retrieved August 05, 2024 from https://omim.org/entry/607844
- National Library of Medicine. LEMD3 gene. Retrieved August 05, 2024 from https://medlineplus.gov/genetics/gene/lemd3/