Gen PIK3CA
Gen PIK3CA nằm trên nhiễm sắc thể số 3, cung cấp hướng dẫn tạo ra protein p110 alpha (p110α)—một tiểu đơn vị của một enzyme phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K). Protein p110α được gọi là tiểu đơn vị xúc tác vì nó tham gia vào hoạt động của PI3K, trong khi tiểu đơn vị khác (do một gen khác tạo ra) điều hòa hoạt động của enzyme.
Chức năng chính
Giống như các kinase, PI3K thêm một nhóm phosphate vào protein khác thông qua quá trình phosphoryl hóa. PI3K phosphoryl hóa các phân tử tín hiệu để kích hoạt một loạt các phản ứng bổ sung nhằm truyền tín hiệu hóa học trong tế bào. Tín hiệu PI3K quan trọng đối với nhiều hoạt động của tế bào, bao gồm tăng trưởng và phân chia tế bào (tăng sinh), di chuyển tế bào, sản xuất protein mới, vận chuyển vật liệu trong tế bào và tồn tại tế bào. Nghiên cứu cho thấy tín hiệu PI3K liên quan đến cơ chế điều hòa một số hormone, nó còn có thể tham gia trong quá trình trưởng thành của các tế bào mỡ.
Đột biến gây bệnh
Ung thư bàng quang
Các đột biến soma trên gen PIK3CA đã được tìm thấy trong một số trường hợp ung thư bàng quang. Ung thư bàng quang xảy ra khi một số tế bào trong bàng quang trở nên bất thường và nhân lên không thể kiểm soát rồi tạo thành khối u. Ung thư bàng quang có thể khiến bệnh nhân đau khi đi tiểu, tiểu ra máu, đi tiểu nhiều lần, cảm giác muốn đi tiểu hoặc đau thắt lưng.
Ung thư bàng quang thường được chia thành hai loại dựa trên vị trí của khối u trong bàng quang, bao gồm ung thư bàng quang không xâm lấn cơ và ung thư bàng quang xâm lấn cơ. Đột biến gen PIK3CA đã được tìm thấy trong khoảng một nửa trường hợp mắc ung thư bàng quang không xâm lấn cơ. Các đột biến này làm thay đổi những axit amin trong protein p110α. Tiểu đơn vị p110α bị thay đổi cho phép PI3K hoạt động quá mức, từ đó có thể góp phần khiến tế bào phát triển và phân chia không kiểm soát rồi hình thành ung thư bàng quang.
Xem thêm Ung thư bàng quangBớt thượng bì
Các đột biến gen PIK3CA xuất hiện trong 1/4 số người mắc một loại bớt thượng bì (epidermal nevus). Người bệnh bị bất thường da bao gồm các tế bào da được gọi là tế bào sừng.
Đột biến gen PIK3CA thay thế axit amin glutamic bằng glycine tại vị trí 545 của protein p110α (Glu545Gly hoặc E545G). Đột biến này khiến các tế bào phát triển và phân chia nhiều hơn bình thường. Các tế bào da phát triển quá mức dẫn đến hình thành các vết bớt. Những đột biến này là đột biến soma và chỉ xảy ra trên cac tế bào vết bớt.
Mặc dù đột biến gen PIK3CA có liên quan đến một số loại ung thư, tuy nhiên người bị bớt thượng bì dường như không có nguy cơ cao phát triển ung thư.
Xem thêm Bớt thượng bìHội chứng Klippel-Trenaunay
Ít nhất năm đột biến gen PIK3CA gây ra hội chứng Klippel-Trenaunay. Người bệnh có biểu hiện gồm vết bớt màu đỏ, phát triển quá mức của các mô mềm (như da và cơ) và xương, dị dạng tĩnh mạch. Các đột biến gen PIK3CA phát sinh ngẫu nhiên trong giai đoạn phát triển ban đầu trước khi sinh. Những thay đổi này được gọi là đột biến soma không di truyền. Khi tế bào tiếp tục phân chia trong quá trình phát triển, các tế bào phát sinh từ tế bào bất thường sẽ mang đột biến, còn các tế bào khác thì không. Cá thể mang các tế bào có và không có đột biến này được gọi là thể khảm.
Các gen PIK3CA đột biến tạo ra protein p110α bị thay đổi cấu trúc. Những thay đổi này khiến PI3K hoạt động bất thường, thay đổi kích hoạt tín hiệu hóa học trong tế bào, cho phép tế bào phát triển và phân chia liên tục. Tăng sinh tế bào dẫn đến sự phát triển bất thường của xương, mô mềm và mạch máu.
Mặc dù đột biến gen PIK3CA có liên quan đến một số loại ung thư, nhưng những người mắc hội chứng Klippel-Trenaunay dường như không có nguy cơ cao phát triển ung thư.
Xem thêm Hội chứng Klippel-TrenaunayHội chứng dị dạng mao mạch-não to
Ít nhất 15 đột biến gen PIK3CA gây ra hội chứng dị dạng mao mạch-não to (MCAP), người bệnh phát triển quá mức não (megalencephaly) và giãn các mạch máu nhỏ trên da (mao mạch). Các đột biến gây ra MCAP tương tự như các đột biến gây ra hội chứng Klippel-Trenaunay. Những đột biến này không di truyền từ cha mẹ; chúng phát sinh ngẫu nhiên giai đoạn phát triển sớm trước khi sinh và dẫn đến hiện tượng khảm.
Phần lớn đột biến gen PIK3CA thay đổi các axit amin trong protein p110α. Những đột biến này dẫn đến một tiểu đơn vị p110α bị thay đổi, nên PI3K hoạt động bất thường. Do đó, tín hiệu không được kiểm soát cho phép các tế bào phát triển và phân chia liên tục. Tăng sinh tế bào trong não, mô và cơ quan khác dẫn đến đặc tính phát triển quá mức của MCAP.
Mặc dù đột biến gen PIK3CA có liên quan đến một số loại ung thư, nhưng những người mắc hội chứng dị dạng mao mạch-não to dường như không có nguy cơ cao phát triển ung thư.
Xem thêm Hội chứng dị dạng mao mạch-não toUng thư đường mật
Hội chứng Cowden
Ung thư tế bào vảy
Ung thư phổi
Ung thư buồng trứng
Ung thư
Đột biến soma gen PIK3CA được tìm thấy trong nhiều loại ung thư khác, bao gồm ung thư buồng trứng, ung thư vú, ung thư phổi, ung thư não và ung thư dạ dày. Những đột biến này cũng liên quan đến ung thư đại tràng và ung thư trực tràng, được gọi chung là ung thư đại trực tràng. Các đột biến này thay đổi những axit amin trong protein p110α. Hai đột biến thường xảy ra trong cùng một vùng, chúng thay thế axit amin glutamat bằng lysine tại vị trí 542 hoặc 545 của protein p110α (Glu542Lys và Glu545Lys). Hai đột biến phổ biến khác xảy ra trong một vùng khác, chúng thay thế axit amin histidine thành arginine hoặc leucine tại vị trí 1047 của p110α (His1047Arg và His1047Leu).
Đột biến gen PIK3CA dẫn đến một tiểu đơn vị p110α cho phép PI3K hoạt động liên tục, dẫn đến tế bào tăng sinh không kiểm soát rồi tạo thành khối u. Tuy nhiên, đột biến gen PIK3CA có thể không tự gây ung thư. Người ta cho rằng một số trường hợp ung thư có thể do đột biến gen xảy ra trên gen PIK3CA và các gen khác tác động đến nguy cơ ung thư.
Các vấn đề khác
Các đột biến gen PIK3CA gây ra một số bệnh lý khác liên quan đến sự phát triển quá mức của mô. Những bệnh lý này bao gồm phì đại bán cầu não (hemimegalencephaly), dị dạng mạch máu (fibroadipose hyperplasia), bớt thượng bì và hội chứng bất thường xương hoặc cột sống (CLOVES). Phì đại bán cầu não xảy ra do một bên não phát triển quá mức, người bệnh có thể bị co giật và thiểu năng trí tuệ. Hội chứng CLOVES có nhiều đặc điểm bao gồm sự phát triển quá mức của mô mỡ trong bụng thường đi kèm với một vết bớt màu đỏ trên da, ngoài ra còn có các bất thường về mạch máu, da và xương. Người ta vẫn chưa biết liệu những người mắc các rối loạn này có tăng nguy cơ phát triển ung thư hay không.
Các tên gọi khác
- p110-alpha
- phosphatidylinositol 3-kinase, xúc tác, 110-KD, alpha
- phosphatidylinositol 3-kinase, xúc tác, polypeptide alpha
- phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate 3-kinase xúc tác tiểu đơn vị alpha isoform
- phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate 3-kinase 110 kDa xúc tác tiểu đơn vị alpha
- phosphatidylinositol-4,5-bisphosphat 3-kinase, tiểu đơn vị xúc tác alpha
- phosphoinositide-3-kinase, xúc tác, polypeptide alpha
- PI3-kinase p110 tiểu đơn vị alpha
- PI3K
- PI3K-alpha
- PK3CA_HUMAN
- ptdIns-3-kinase tiểu đơn vị p110-alpha
- serine / threonine protein kinase PIK3CA
References
- Genetic Testing Information. PIK3CA phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate 3-kinase catalytic subunit alpha [ Homo sapiens (human) ]. Retrieved June 8, 2021 from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/5290
- Catalog of Genes and Diseases from OMIM. PHOSPHATIDYLINOSITOL 3-KINASE, CATALYTIC, ALPHA; PIK3CA. Retrieved June 8, 2021 from https://omim.org/entry/171834
- U.S National Library of Medicine. PIK3CA gene. Retrieved June 8, 2021 from https://medlineplus.gov/genetics/gene/pik3ca/