自婴儿期起，许多家庭因一种称为珠发症的遗传性脱发状况而一直饱受脆弱头发的困扰。来自波恩大学医院和波恩大学的研究人员现在发现了一个名为KRT31的角蛋白基因中的突变。他们希望这一发现能够改善对这一罕见疾病的诊断。他们的研究结果发表在英国皮肤病学杂志上。
珠发症是一种罕见的遗传性脱发类型，也称为脱发症，通常在生命的早期几个月开始。它主要影响头部后方的区域。特别值得注意的是，脱发的严重程度范围广泛，即使在家庭成员中也可以有从轻微变薄到完全秃顶的不同情况。受此疾病影响的头发通常呈现出“纺锤形头发”，其特征是正常粗度的节段交替，类似于一串珍珠。中间的细部分容易折断。在显性遗传的珠发症病例中，发现三个角蛋白基因——KRT81、KRT83和KRT86的突变破坏了对头发结构至关重要的角蛋白框架。
与“纺锤形头发”相关的无义（终止）突变
由英国波恩大学人体遗传学研究所的Regina Betz教授领导的研究小组，考察了四个被怀疑患有珠发症的家庭，其中没有已知基因的突变。因此，他们对六名受影响的家庭成员进行了外显子测序，分析了其遗传物质中的所有编码蛋白质的区域。
波恩的研究人员在所有六名受影响个体中发现了KRT31基因中的无义（终止）突变，导致蛋白质合成提前终止。通过进一步的测序，他们还在其他受影响的亲属中发现了这一突变。Betz教授的团队能够将KRT31归类为与珠发症相关的新基因。“虽然受影响的家庭在德国彼此并不相识，并来自不同地区，但我们发现这一突变可能源于一个共同的祖先，并通过许多代被遗传下来。确定这一突变是否在欧洲或全球其他地方存在将会很有趣，但这似乎是可能的，”波恩大学人体遗传学研究所的博士生Xing Xiong提到。
细胞内基因位置影响其功能
研究人员更深入地探讨了KRT31的作用。KRT31产生的蛋白质与许多角蛋白一样，参与皮肤细胞的发育。这些蛋白质聚集在一起形成纤维结构，作为细胞的支撑。这些蛋白质的缺陷可能导致皮肤和头发疾病。使用免疫荧光的显微镜检查显示，正常的KRT31位于细胞质中，而突变形式主要位于细胞膜附近。“因此，这一突变改变了蛋白质在细胞内的位置，从而影响其功能，”Betz教授解释道。
在与波恩大学的免疫感觉集群2合作，由Matthias Geyer教授主导，Geyer教授还领导UKB的结构生物学研究所，Betz教授的团队分析了蛋白质的结构和终止突变的潜在影响。通常情况下，两个角蛋白分子作为异二聚体配对，通过形成二硫键将其末端与其他异二聚体对齐。“我们怀疑由于终止突变，这一二硫键无法建立，从而可能妨碍蛋白质的功能，”Betz教授推测。她坚信将KRT31纳入头发、皮肤和指甲疾病的诊断面板中，将增强面对脱发个体的诊断能力。
