Gen LRP5
Gen LRP5 nằm trên nhiễm sắc thể 11, cung cấp hướng dẫn tạo ra một loại protein được gắn vào màng ngoài của nhiều loại tế bào. Được gọi là đồng thụ thể, protein này hoạt động với một protein thụ thể khác—frizzled-4 (được tạo ra từ gen FZD4)—để truyền tín hiệu hóa học từ bên ngoài tế bào vào nhân tế bào. Protein frizzled-4 và LRP5 tham gia vào lộ trình truyền tín hiệu Wnt, bao gồm nhiều bước ảnh hưởng đến cách thức tế bào và mô phát triển. Tín hiệu Wnt rất quan trọng với quá trình phân chia tế bào (tăng sinh), gắn các tế bào với nhau (bám dính), di chuyển tế bào (di cư) và nhiều hoạt động khác của tế bào.
Chức năng chính
Protein LRP5 nắm vai trò thiết yếu trong quá trình phát triển và duy trì một số mô. Trong quá trình phát triển ban đầu, nó hướng dẫn các tế bào trong võng mạc biệt hóa. Protein LRP5 cũng tham gia thiết lập nguồn cung cấp máu cho võng mạc và tai trong. Ngoài ra, protein này giúp điều chỉnh mật độ khoáng của xương—thước đo lượng canxi và các khoáng chất khác trong xương. Các khoáng chất giúp xương chắc khỏe và khiến xương ít bị gãy hơn.
Đột biến gây bệnh
Bệnh dịch kính võng mạc gia đình
Hơn 15 đột biến gen LRP5 gây ra bệnh dịch kính võng mạc gia đình (familial exudative vitreoretinopathy). Một số đột biến thay đổi các axit amin trong protein LRP5, trong khi những đột biến khác chèn hoặc xóa vật liệu di truyền trong gen. Đa số đột biến làm giảm lượng protein LRP5 được tạo ra trong các tế bào.
Số lượng protein LRP5 suy giảm nên tín hiệu hóa học trong mắt đang phát triển bị gián đoạn, từ đó cản trở quá trình hình thành các mạch máu tại rìa võng mạc. Do đó, nguồn cung cấp máu bất thường cho mô này có thể dẫn đến tổn thương võng mạc và giảm thị lực. Vì protein LRP5 tham gia hình thành xương nên đột biến gen LRP5 cũng làm giảm mật độ khoáng của xương với một số người mắc bệnh dịch kính võng mạc có tính gia đình.
Loãng xương nguyên phát vị thành niên
Ít nhất năm đột biến gen LRP5 gây ra chứng loãng xương nguyên phát vị thành niên (juvenile primary osteoporosis). Người bệnh có mật độ khoáng xương thấp và loãng xương từ thời thơ ấu. Loãng xương làm cho xương giòn và dễ gãy, dẫn đến gãy nhiều xương. Các đột biến gen LRP5 dẫn đến phiên bản protein LRP5 không thể truyền tín hiệu hóa học theo đường tín hiệu Wnt. Tín hiệu suy giảm nên cơ chế điều hòa mật độ khoáng của xương bị phá vỡ, dẫn đến chứng loãng xương khi còn trẻ.
Xem thêm loãng xương nguyên phát vị thành niênHội chứng loãng xương-giả thần kinh đệm
Hơn 40 đột biến gen LRP5 gây ra hội chứng loãng xương-giả thần kinh đệm (osteoporosis-pseudoglioma syndrome). Từ thời thơ ấu, người bệnh này có mật độ khoáng xương cực thấp và loãng xương, dẫn đến gãy nhiều xương. Người bệnh cũng có những bất thường về mắt gây suy giảm thị lực bẩm sinh hoặc từ giai đoạn sơ sinh. Nhiều đột biến gen LRP5 ngăn cản tế bào tạo ra bất kỳ protein LRP5 nào, trong khi các đột biến khác thay đổi nhiều axit amin đơn lẻ trong protein LRP5. Những protein bất thường này không thể chèn vào màng ngoài của tế bào, nên chúng không thể thực hiện chức năng. Protein LRP5 mất chức năng làm gián đoạn các đường tín hiệu hóa học cần thiết để xương hình thành và võng mạc phát triển bình thường, do đó người bệnh gặp những bất thường về xương và mắt đặc trưng. Người ta chưa rõ vì sao một số đột biến gen LRP5 ảnh hưởng đến sự phát triển của mắt trong khi một số khác thì không.
Xem thêm Hội chứng loãng xương-giả thần kinh đệmCác vấn đề khác
Các nghiên cứu cho thấy những thay đổi trong gen LRP5 có thể ảnh hưởng đến nguy cơ phát triển bệnh loãng xương tuổi trưởng thành. Các yếu tố di truyền và môi trường khác có thể góp phần gây ra bệnh lý phổ biến này.
Các đột biến gen LRP5 khác liên quan đến sự gia tăng mật độ khoáng của xương, bao gồm bệnh loãng xương di truyển trội loại 1 (autosomal dominant osteopetrosis type 1) và bệnh xơ hóa xương di truyền trội (autosomal dominant osteosclerosis). Trong một số trường hợp, những bệnh lý này có thể khiến xương phát triển xương và gây ra các bất thường liên quan đến xương. Hiếm khi người bệnh bị mất thính giác hoặc các vấn đề tuần hoàn trong não, trong khi những người khác bị tăng mật độ khoáng xương không có bất kỳ vấn đề sức khỏe liên quan nào. Các đột biến gây ra hội chứng tăng mật độ khoáng xương kích hoạt quá mức protein LRP5, từ đó làm tăng tín hiệu Wnt trong tế bào và tăng cường hình thành xương.
Các tên gọi khác
- BMND1
- EVR1
- EVR4
- HBM
- low density lipoprotein receptor-related protein 5
- low density lipoprotein receptor-related protein 7
- LR3
- LRP5_HUMAN
- LRP7
- OPS
- OPTA1
- VBCH2
Tài liệu tham khảo
- Genetic Testing Information. LRP5 LDL receptor related protein 5 [Homo sapiens (human)]. Retrieved July 24, 2023 from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/4041/
- Catalog of Genes and Diseases from OMIM. ENDOSTEAL HYPEROSTOSIS, AUTOSOMAL DOMINANT. Retrieved July 24, 2023 from https://omim.org/entry/144750
- National Library of Medicine. LRP5 gene. Retrieved July 24, 2023 from https://medlineplus.gov/genetics/gene/lrp5/