Цилиопатия - Ciliopathy

Цилиопатия
Схема ресничек эукариот en.svg
Эукариотическая ресничка
СпециальностьМедицинская генетика  Отредактируйте это в Викиданных

А цилиопатия есть ли генетическое расстройство что влияет на Сотовая связь реснички или структуры закрепления ресничек, базальные тела,[1] или функция ресничек.[2] Первичные реснички важны для управления процессом развития, поэтому нарушение функции ресничек во время развития эмбриона может привести к ряду пороков развития, которые могут возникнуть независимо от конкретной генетической проблемы.[3] Сходство клинических признаков этих нарушений развития означает, что они образуют узнаваемый кластер синдромов, которые вольно относят к аномальной функции ресничек и, следовательно, называют цилиопатиями. Независимо от фактической генетической причины, именно совокупность набора характерных физиологических особенностей определяет, является ли синдром цилиопатией.

Хотя обычно считается, что цилиопатии связаны с белками, которые локализуются в подвижных и / или неподвижных (первичных) реснички или центросомы, цилиопатии могут быть связаны с неожиданными белками, такими как XPNPEP3, который локализуется на митохондрии но считается, что он влияет на функцию ресничек через протеолитическое расщепление белков ресничек.[4]

Значительный прогресс в понимании важности ресничек был сделан в середине 1990-х годов. Однако физиологическая роль, которую эта органелла играет в большинстве тканей, остается неуловимой. Дополнительные исследования того, как дисфункция ресничек может привести к таким тяжелым заболеваниям и патологиям развития, все еще являются предметом текущих исследований.[5]

Признаки и симптомы

Потенциальными клиническими признаками цилиопатии являются разнообразные симптомы. Наиболее характерными признаками цилиопатии в порядке убывания исключительности являются:[6]:138

Случай с синдром поликистоза яичников, множественные подкожные кисты, нарушение функции почек, Болезнь Кароли и печень цирроз из-за цилиопатии.[7]

Фенотипы, иногда связанные с цилиопатиями, могут включать:[6]

Патофизиология

"По сути, [подвижная ресничка] является наномашина состоит из, возможно, более 600 белков в молекулярных комплексах, многие из которых также функционируют независимо как наномашины. «Реснички» функционируют как механо- или хемосенсоры и как глобальная система позиционирования клетки, чтобы обнаруживать изменения в окружающей среде ». роль в инициации клеточного замещения после повреждения клетки.[9]

В дополнение к этой сенсорной роли, опосредующей специфические сигнальные сигналы, реснички играют «a секреторный роль, при которой растворимый белок высвобождается, чтобы оказывать влияние ниже по течению потока жидкости "в эпителиальных клетках, и, конечно, может опосредовать поток жидкости непосредственно в случае подвижных ресничек.[1] Первичные реснички в сетчатка играют роль в передаче питания не васкуляризированным стержень и конус клетки из васкуляризированный клетки на несколько микрометров позади поверхности сетчатки.

Участвующие пути передачи сигнала включают Сигнальный путь ежа и Сигнальный путь Wnt.[10]

Дисфункциональные реснички могут привести к:

У здоровых организмов реснички имеют решающее значение для:[13]

Генетика

«Подобно тому, как разные гены могут способствовать возникновению схожих заболеваний, одни и те же гены и семейства генов могут играть роль в ряде различных заболеваний». Например, только при двух заболеваниях, вызванных неправильной работой ресничек, Синдром Меккеля-Грубера и Синдром Барде-Бидля пациенты, несущие мутации в генах, связанных с обоими заболеваниями, «имеют уникальные симптомы, которые нельзя увидеть ни в одном из состояний отдельно». Гены, связанные с двумя разными состояниями, «взаимодействуют друг с другом во время развития». Системные биологи пытаются определить функциональные модули, содержащие несколько генов, а затем изучить нарушения, чьи фенотипы вписываются в такие модули.[14]

Особый фенотип может «значительно перекрываться с несколькими состояниями (цилиопатиями), в которых первичные реснички также участвуют в патогенность. Одним из новых аспектов является широкий спектр мутаций гена цилиопатии, обнаруживаемых при различных заболеваниях ».[8]

Список цилиопатий

"The фенотипические параметры которые определяют цилиопатию, могут использоваться как для распознавания Сотовая связь основу ряда генетические нарушения и для облегчения диагностики и лечения некоторых болезней неизвестной "причины.[6]

Известные цилиопатии

УсловиеOMIMГен (ы)Системы / органы поражены
Синдром Альстрёма[6][1]203800ALMS1
Удушающая дисплазия грудной клетки (Синдром Jeune)[6][15]208500
Синдром Барде-Бидля[6][5][8]209900BBS1, BBS2, ARL6, BBS4, BBS5, МККС, BBS7, TTC8, BBS9, BBS10, TRIM32, BBS12
Синдром Эллиса – ван Кревельда[15]225500EVC, EVC2
Синдром Жубера[6][8]213300INPP5E, TMEM216, AHI1, НПХП1, CEP290, TMEM67, RPGRIP1L, ARL13B, CC2D2A, BRCC3Мозг
Врожденный амавроз Лебера[15]204000GUCY2D, RPE65
Синдром МакКьюзика – Кауфмана[15]236700МККС
Синдром Меккеля-Грубера[6][8][16]249000МКС1, TMEM67, TMEM216, CEP290, RPGRIP1L, CC2D2AПечень, сердце, кость
Нефронофтиз[6][5][8]256100НПХП1, INVS, НПХП3, НПХП4, IQCB1, CEP290, GLIS2, RPGRIP1LПочка
Орофациально-цифровой синдром 1[1][5]311200OFD1
Поликистоз почек[6][5] (ADPKD и ARPKD )[17]173900PKD1, PKD2, PKHD1Почка
Первичная цилиарная дискинезия (Синдром Картагенера)[6]244400ДНКI1, ДНКH5, TXNDC3, ДНКH11, ДНКI2, КТУ, RSPH4A, RSPH9, LRRC50
Синдром Сеньора – Лёкена[5]266900НПХП1, НПХП4, IQCB1, CEP290, SDCCAG8Глаз
Синдром Сенсенбреннера (краниоэктодермальная дисплазия)[15]218330IFT122
Синдром коротких ребер - полидактилия[15]613091DYNC2H1
??IFT88Новая форма врожденного аносмия, сообщалось в 2012 году[18]

Вероятные цилиопатии

УсловиеOMIMГен (ы)Системы / органы поражены
Акрокаллозальный синдром[15]200990KIF7, GLI3
Акромелический лобно-носовой дизостоз[15]603671ZSWIM6
Синдром арима[15]243910
Синдром Бимонда[15]113400
Синдром тренера[15]216360TMEM67, CC2D2A, RPGRIP1L
Коноренальный синдром[19][15]266920
Синдром цефалополисиндактилии Грейга[15]175700GLI3
Синдром гидролетала[15]236680HYLS1
Синдром Йохансона-Близзарда[15]243800УБР1
Синдром Мора (орально-лицевой-цифровой синдром тип 2)[15]252100
Синдром Ней-Лаксовой[15]256520PHGDH, PSAT1, PSPH
Синдром Опица G / BBB[15]300000MID1
Синдром Паллистера – Холла[15]146510GLI3
Папиллоренальный синдром[15]120330PAX2
Дисплазия почек, печени и поджелудочной железы[15]208540НПХП3
Синдром Варади-Паппа (орально-лицево-цифровой синдром 6 типа)[15]277170

Возможные цилиопатии

УсловиеOMIMГен (ы)Системы / органы поражены
Акрофациальный дизостоз[15]
Акрофронтофационазальный дизостоз 2[15]239710
Синдром Адамса – Оливера[15]100300ARHGAP31, DOCK6, RBPJ, EOGT, NOTCH1, DLL4
Аспления при сердечно-сосудистых аномалиях (Синдром Ивемарка)[15]208530
Аутосомно-рецессивная спастическая параплегия[15]
Синдром Бараката (Синдром HDR)[15]146255GATA3
Синдром базально-клеточного невуса[15]109400ПТЧ1, ПТЧ2, СУФУ
Жаберный-окуло-лицевой синдром[15]113620TFAP2A
C синдром (Тригоноцефалия Опица)[15]211750CD96
Синдром Карпентера[15]201000RAB23
Цефалоскелетная дисплазия (микроцефальный остеодиспластический примордиальный карликовость 1 типа)[15]210710RNU4ATAC
Цереброфациоторакальная дисплазия[15]213980TMCO1
Цереброфронто-лицевой синдром (Синдром Барайцера – Винтера)[15]243310ACTB
Цереброокулоназальный синдром[15]605627
Аутосомно-рецессивная спастическая атаксия Шарлевуа-Сагеней[15]270550SACS
Точечная хондродисплазия 2[15]302960EBP
Хориидеремия[15]303100CHM
Синдром Чадли – Маккалоу[15]604213GPSM2
С-подобный синдром[15]605039ASXL1
Синдром Коффина-Сириса[15]135900ARID1B, SOX11, ARID2
Синдром Коэна[15]216550VPS13B
Краниофронтоназальная дисплазия[15]304110EFNB1
Дисгнатия комплексная[15]202650
Эктродактилия – эктодермальная дисплазия – синдром расщелины Тип 1[15]129900
Эндокринно-цереброостеодисплазический синдром[15]612651ICK
Фокальная кожная гипоплазия[15]305600PORCN
Фронтоназальная дисплазия[15]136760ALX3, ALX4, ALX1
Синдром микрофтальмии Фринса[15]600776
Синдром Фринса[15]229850
Генитопателлярный синдром[15]606170KAT6B
Гемифациальная микросомия[15]164210
Гамартомы гипоталамуса[15]241800
Нейроэктодермальный синдром Джонсона[15]147770
Юношеская миоклоническая эпилепсия[20]254770
Синдром Кабуки[15]147920KMT2D, KDM6A
Синдром Каллмана[15]308700ANOS1
Гиперостотическая карликовость Ленца – Маевского[15]151050PTDSS1
Лиссэнцефалия 3[15]611603TUBA1A
Синдром Мардена-Уокера[6][15]248700PIEZO2
Синдром MASA[15]303350L1CAM
Микрогидранэнцефалия[15]605013NDE1
Синдром Мовата-Вильсона[15]235730ZEB2
Синдром NDH[15]610199GLIS3
Окулоаурикулофронтоназальный синдром[15]601452
Окулоцереброкожный синдром[15]164180
Окулодентодигитальная дисплазия[15]164200GJA1
Синдром Оптиза – Каведжиа[15]305450MED12
Отопалатодигитальный синдром 2[15]304120FLNA
Перивентрикулярная гетеротопия X-связанный[15]300049FLNA
Синдром Перлмана[15]267000DIS3L2
Синдром Питта-Хопкинса[15]610954TCF4
Поликистоз печени[6]174050
Синдром Протея[15]176920AKT1
Псевдотрисомия 13[15]264480
Сетчатка конусная дистрофия 1[15]180020
Некоторые формы пигментный ретинит[6][21][15]268000
Синдром Робиноу[15]268310ROR2
Синдром Рубинштейна – Тайби[15]180849CREBBP
Сакода комплекс[15]610871
Синдром Шинцеля – Гидиона[15]269150SETBP1
Порок развития руки / стопы с раздвоением 3[15]246560
Врожденная спондилоэпифизарная дисплазия[15]183900COL2A1
Танатофорная дисплазия[15]187600FGFR3
Синдром Таунса-Брокса[15]107480SALL1, DACT1
Туберозный склероз[15]191100TSC1, TSC2
Ассоциация VATER[15]192350
Синдром Вен ден Энде – Гупта[15]600920ШАРФ2
Висцеральная гетеротаксия[15]606325
Синдром Уокера – Варбурга[15]236670
Микросиндром Варбурга[15]615663RAB3GAP1
Х-сцепленная врожденная гидроцефалия[15]307000L1CAM
Х-сцепленный лиссэнцефалия[15]300067DCX
Синдром Юнга – Симпсона[15]603736KAT6B

История

Несмотря на то что неподвижный или первичные реснички были впервые описаны в 1898 году, биологи их в основном игнорировали. Однако микроскописты продолжали документировать их присутствие в клетках большинства позвоночных организмов. Первичная ресничка долгое время считалась - за немногими исключениями - бесполезным эволюционным пережитком. рудиментарный органелла. Недавние исследования показали, что реснички необходимы для многих органов тела.[22] Эти первичные реснички играют важную роль в химиочувствительность, механочувствительность, и термочувствительность. Таким образом, реснички можно «рассматривать как сенсорные клетки. усики которые координируют большое количество клеточных сигнальных путей, иногда связывая передачу сигналов с подвижностью ресничек или, альтернативно, с делением и дифференцировкой клеток ».[9]

Недавние успехи в генетических исследованиях млекопитающих сделали возможным понимание молекулярной основы ряда дисфункциональных механизмов как в подвижных, так и в первичных структурах ресничек ячейка.[23] Обнаружен ряд важных сигнальных путей развития, необходимых для клеточного развития. В основном, но не исключительно, они обнаруживаются в неподвижных или первичных ресничках. Ряд общих наблюдаемые характеристики млекопитающих генетический расстройства и заболевания вызваны цилиарной дисгенезией и дисфункцией. После определения эти характеристики описывают набор признаков цилиопатии.[6]

Реснички недавно были вовлечены в широкий спектр генетических заболеваний человека благодаря открытию того, что многие белки вовлеченные в заболевание млекопитающих, локализуются в базальных телах и ресничках ». Например, только в одной области физиологии болезней человека, кистозная болезнь почек, гены и белки, связанные с ресничками, оказывают причинное влияние на поликистоз почек, нефронофтиз, Синдром Сеньора – Лёкена тип 5, орофациально-цифровой синдром тип 1 и Синдром Барде-Бидля.[5]

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм Адамс, М .; Smith, U. M .; Logan, C.V .; Джонсон, К. А. (2008). «Последние достижения в молекулярной патологии, клеточной биологии и генетике цилиопатий». Журнал медицинской генетики. 45 (5): 257–267. Дои:10.1136 / jmg.2007.054999. PMID  18178628.
  2. ^ Ли Дж. Х., Глисон Дж. Г. (май 2010 г.). «Роль первичных ресничек в функции нейронов». Neurobiol. Дис. 38 (2): 167–72. Дои:10.1016 / j.nbd.2009.12.022. ЧВК  2953617. PMID  20097287.
  3. ^ Паулс-Гловер, Н. (сентябрь 2014 г.). «Реснички и цилиопатии: классические примеры, связывающие фенотип и генотип - обзор». Репродуктивная токсикология (Элмсфорд, Нью-Йорк). 48: 98–105. Дои:10.1016 / j.reprotox.2014.05.005. PMID  24859270.
  4. ^ Херд Т.В., Хильдебрандт Ф (2011). «Механизмы нефронофтиза и родственных цилиопатий». Нефрон Эксп. Нефрол. 118 (1): e9 – e14. Дои:10.1159/000320888. ЧВК  2992643. PMID  21071979.
  5. ^ а б c d е ж грамм Давенпорт, Дж. Р. (2005). «Невероятное десятилетие для первичной реснички: взгляд на некогда забытую органеллу». AJP: почечная физиология. 289 (6): F1159 – F1169. Дои:10.1152 / айпренал.00118.2005. PMID  16275743.
  6. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о Бадано Дж. Л., Мицума Н., Билс П. Л., Катсанис Н. (2006). «Цилиопатии: новый класс генетических заболеваний человека». Анну Рев Геном Хум Генет. 7: 125–48. Дои:10.1146 / annurev.genom.7.080505.115610. PMID  16722803.
  7. ^ Тан К., Лю П, Панг Л., Ян В., Хоу Ф (2018) Цилиопатия человека с синдромом поликистозных яичников и множественными подкожными кистами: отчет о редком случае. Медицина (Балтимор) 97 (50)
  8. ^ а б c d е ж Росс, Эллисон; PL Beales; Дж. Хилл (2008). Клиническая, молекулярная и функциональная генетика синдрома Барде-Бидля, в генетике синдромов ожирения. Oxford University Press. п. 177. ISBN  978-0-19-530016-1. Получено 2009-07-01.
  9. ^ а б Сатир, Питер; Сорен Т. Кристенсен (26 марта 2008 г.). «Строение и функции ресничек млекопитающих». Гистохимия и клеточная биология. Springer Berlin / Heidelberg. 129 (6): 687–693. Дои:10.1007 / s00418-008-0416-9. ЧВК  2386530. PMID  18365235. 1432-119Х.
  10. ^ Д'Анджело А, Франко Б (2009). «Динамическая ресничка при болезнях человека». Патогенетика. 2 (1): 3. Дои:10.1186/1755-8417-2-3. ЧВК  2694804. PMID  19439065.
  11. ^ а б c d "База данных цилиарного протеома, v3". Введение в базу данных. Университет Джона Хопкинса. 2008 г.. Получено 2009-01-07.
  12. ^ Тан П.Л., Барр Т., Инглис П.Н. и др. (2007). «Потеря белков синдрома Барде-Бидла вызывает дефекты периферической сенсорной иннервации и функции». Proc. Natl. Акад. Sci. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 104 (44): 17524–9. Дои:10.1073 / pnas.0706618104. ЧВК  2077289. PMID  17959775.
  13. ^ органовЦилиарный протеом, Ciliaproteome V3.0 - Домашняя страница, дата обращения 11.06.2010.
  14. ^ Хайден ЕС (2008). «Биологические инструменты обновляют классификацию болезней». Природа. 453 (7196): 709. Дои:10.1038 / 453709a. PMID  18528360.
  15. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о п q р s т ты v ш Икс у z аа ab ac объявление ае аф аг ах ай эй ак аль являюсь ан ао ap водный ар так как в au средний ау топор ай az ба bb до н.э bd быть парень bg бх би Ъ bk бл бм млрд бо бп бк br bs bt бу bv чб bx к bz ок cb cc компакт диск ce ср cg ch ci cj ск cl см сп co Бейкер, Кейт; Билс, Филип Л. (2009). «Понимание ресничек в болезни: цилиопатии человека». Американский журнал медицинской генетики, часть C: Семинары по медицинской генетике. 151C (4): 281–295. Дои:10.1002 / ajmg.c.30231. ISSN  1552-4876. PMID  19876933.
  16. ^ Кюттяля, Мира (май 2006 г.). «Идентификация гена синдрома Меккеля (MKS1) выявляет новую цилиопатию» (PDF). Национальный институт общественного здравоохранения, Хельсинки. Архивировано из оригинал (PDF) на 2006-07-21. Получено 2008-07-06. Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)
  17. ^ Гунай-Айгюн М (ноябрь 2009 г.). «Заболевания печени и почек при цилиопатиях». Am J Med Genet C Semin Med Genet. 151C (4): 296–306. Дои:10.1002 / ajmg.c.30225. ЧВК  2919058. PMID  19876928.
  18. ^ Генная терапия устраняет дефекты ресничек и восстанавливает обонятельную функцию на модели цилиопатии млекопитающих
  19. ^ Уотник Т., Гермино Г. (август 2003 г.). «От ресничек до кисты». Nat. Genet. 34 (4): 355–6. Дои:10.1038 / ng0803-355. PMID  12923538.
  20. ^ Дельгадо-Эскуэта А.В. (2007). «Успехи генетики юношеских миоклонических эпилепсий». Эпилепсия Curr. 7 (3): 61–7. Дои:10.1111 / j.1535-7511.2007.00171.x. ЧВК  1874323. PMID  17520076.
  21. ^ Khanna, H .; Дэвис, Э. Э .; Murga-Zamalloa, C.A .; и другие. (2009). «Общий аллель в RPGRIP1L является модификатором дегенерации сетчатки при цилиопатиях». Природа Генетика. 41 (6): 739–745. Дои:10,1038 / нг.366. ЧВК  2783476. PMID  19430481.
  22. ^ Гардинер, Мэри Бет (сентябрь 2005 г.). «Как важно быть ресничками». Бюллетень HHMI. Медицинский институт Говарда Хьюза. 18 (2). Архивировано из оригинал на 2010-03-11. Получено 2008-07-26.
  23. ^ Ланкастер, Массачусетс, Глисон Дж. Г. (июнь 2009 г.). «Первичная ресничка как клеточный сигнальный центр: уроки болезни». Curr. Мнение. Genet. Dev. 19 (3): 220–9. Дои:10.1016 / j.gde.2009.04.008. ЧВК  2953615. PMID  19477114.

внешняя ссылка

Классификация
Внешние ресурсы