蘇佳燦破譯導致身材矮小的基因密碼

粘附性G蛋白偶聯受體G6(Adgrg6;也稱為GPR126)單核苷酸多態性與多個人群中的人類身高相關。但是,

GPR126是否以及如何調節身高尚不清楚。

2020年3月20日,華東師範大學羅劍,劉明耀及蘇佳燦共同通訊在 Science Advances 發表題為“Regulation of body length and bone mass by Gpr126/Adgrg6 ”的研究論文,該研究揭示了調控骨骼發育和人類身高的重要基因——G蛋白偶聯受體126(Gpr126/Adgrg6)的分子機制,並進一步尋找到潛在的治療青少年身高矮小的治療方案,有望解決因該基因突變而引起身材矮小的科學難題。


華東師範大學羅劍/劉明耀/蘇佳燦破譯導致身材矮小的基因密碼


G蛋白偶聯受體(GPCR),也稱為七跨膜螺旋受體,是最大的跨膜蛋白家族,涉及多種生理過程,包括骨骼發育和重塑。粘附性GPCR家族有33個成員,是GPCR的第二大亞組。粘附性GPCR家族的定義特徵是其異常大的N末端細胞外結構域,其特徵在於各種亞結構域,通常認為與細胞外環境通訊並介導其特徵性粘附功能。


粘附性GPCR家族成員Gpr126與越來越多的發育缺陷有關。多族裔全基因組關聯研究和人類突變分析表明,GPR126基因座處的變異和突變與多個骨骼缺陷相關,包括身高減少,青少年特發性脊柱側凸(AIS),多關節型先天性關節炎和牙周炎。在實驗動物的遺傳研究中,軟骨細胞中Gpr126的缺失會導致特發性脊柱側凸,這表明軟骨中的Gpr126是AIS發病的遺傳原因。此外,其他研究表明,Gpr126對於小鼠或斑馬魚遺傳動物模型中軸突在周圍神經系統以及心臟和內耳的髓鞘形成至關重要。但是,

GPR126是否是導致其他疾病(包括人類身高失調)的遺傳原因,目前尚不清楚。


華東師範大學羅劍/劉明耀/蘇佳燦破譯導致身材矮小的基因密碼

Gpr126調節成骨細胞增殖分化和礦化


據報道,粘附性GPCR可介導細胞-細胞外基質(ECM)相互作用。最近,IV型膠原蛋白(COLIV)被報道為周圍神經和內耳發育中GPR126的活化配體,而層粘連蛋白被描述為施旺細胞發育過程中另一種以前未鑑定的GPR126配體。然而,軟骨細胞譜系中的Gpr126缺失引起特發性脊柱側彎而不影響細胞內cAMP信號傳導,因為用rolipram(一種已知的cAMP正調節劑)治療這些小鼠,不能降低特發性脊柱側彎的發生率或嚴重程度,這表明GPR126可以使用不同組織中的不同信號通路。


在這裡,研究了GPR126是否以及如何調節身高(長度)。小鼠模型結果表明,Gpr126在成骨細胞中而不是在破骨細胞和軟骨細胞中的敲除(KO)導致了體長和骨形成的減少。此外,作為Gpr126的活化配體COLIV,而不是Laminin-211,通過刺激cAMP信號傳導而非Wnt /β-catenin信號傳導來調節成骨細胞的分化和功能。同時,研究還發現PTH(1-34)對成骨細胞的增殖、分化功能以及骨強度、骨量和骨密度等指標均有顯著的促進作用。

該研究的成果有望為該基因突變而引起的青少年身高矮小的世界科學難題,提供精準醫療的解決方案。


參考消息:


https://advances.sciencemag.org/content/6/12/eaaz0368


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