综述:毛发-鼻-指(趾)综合征(TRPS)的发病机制及潜在治疗靶点:从动物研究中获得的启示

【字体: 时间:2025年09月27日 来源:Developmental Dynamics 1.5

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  这篇综述系统梳理了TRPS(毛发-鼻-指(趾)综合征)的病理特征与分子机制,重点解析了TRPS1基因作为非典型GATA转录因子的功能及其在毛发发育、骨骼形成中的调控作用。作者通过动物模型(如Trps1Δgt、Trps1-KO等)揭示了TRPS1与Hedgehog/Gli3、Wnt5a/Ror2等通路的交互网络,为靶向治疗提供了新视角。

  

1 TRPS人类病理学特征

毛发-鼻-指(趾)综合征(TRPS)是一种罕见的常染色体显性遗传病,全球发病率约为1/10万,由TRPS1基因突变引起。患者典型表现为毛发稀疏纤细、球根状鼻伴鼻翼张开、短指(趾)伴锥形骨骺。生长迟缓和髋关节发育不良也是常见症状,提示毛发和骨骼表型是TRPS的主要病理特征。

1.1 毛发异常

90%以上患者存在先天性毛发稀疏( hypotrichosis),组织学显示毛囊微型化、皮脂腺减少和角质层间距增宽。严重者20岁前几乎完全脱发,活检显示表皮和毛囊外根鞘中TRPS1蛋白显著减少。

1.2 颅面与牙齿异常

患者具有特殊面容:梨形鼻、人中过长、颞部眉毛稀疏、大而突出的耳朵和薄上唇。口腔异常包括牙齿数量异常、牙冠牙根发育延迟伴形态异常,以及釉质矿化不足导致的广泛龋齿。颅底发育缺陷(尤其是蝶枕软骨结合部)是面部特征的主要成因,40%和10%的患者分别存在视觉和听觉障碍。

1.3 骨骼异常

TRPS被归类为“综合征性短指症”的遗传性骨发育不良。特征性放射学改变包括指骨锥形骨骺和短粗指(趾)。生长迟缓在 prenatal 和 postnatal 阶段均显著,骨龄延迟和成年矮身材常见。髋关节异常见于50%患者,初期类似Perthes病(股骨头缺血性坏死),但会进展为严重畸形和退行性关节炎。

1.4 其他异常

心血管(非缺血性扩张型心肌病、二尖瓣疾病等)和肾脏(双侧肾发育不良致慢性肾衰竭)异常亦有报道。

2 TRPS1:非典型GATA型转录因子

2.1 结构与功能

人TRPS1基因位于8q23.3,编码含9个锌指(ZF)的蛋白:6个C2H2-ZF、2个Ikaros型ZF和1个GATA型C4-ZF。GATA-ZF是DNA结合域,其邻近的核定位序列确保蛋白入核。TRPS1因仅含单个GATA-ZF(其他GATA因子含两个)被定义为“非典型”GATA转录因子,在骨、肾、毛发发育中广泛表达。

2.2 转录调控机制

TRPS1主要通过Ikaros-ZF域发挥转录抑制功能,其C端可与共抑制复合物(如CtBP)结合。全局基因分析显示,Trps1缺失导致细胞外基质分子和毛囊干细胞维持因子上调,但部分基因(如Lhx2、Sox18、Sox21)被抑制。值得注意的是,Trps1缺失会显著上调Sox9(毛囊发育主控基因),通过直接结合其启动子实现抑制。
在长骨生长板中,Trps1与Gli3A(Hedgehog通路激活形式)物理互作,抑制Gli3A活性并维持远端软骨区。Trps1和Gli3共同结合Wnt5a调控区,促进软骨细胞肥大。Wnt5a通过Fzd/Ror2/Vangl2/Ryk受体复合物激活非经典WNT通路(平面细胞极性通路),调控骨骼沿近远轴生长。
TRPS1在癌症(如前列腺癌、乳腺癌)中亦发挥作用,其与CHD4/NuRD复合物形成精准转录抑制机器,并通过稳定HDAC2(去乙酰化酶)实现表观遗传调控。新近研究发现TRPS1是YAP依赖性转录激活的强效抑制因子,通过结合增强子区域全局调控YAP功能。

3 TRPS动物模型

3.1 Trps1Δgt小鼠

该模型缺失GATA-ZF域(第888–928位氨基酸),模拟人类TRPS I型。杂合子表现为轻度小颌症、窄腭和骨密度降低;纯合子则出现完全性腭裂、生长板软骨分化延迟和骨膜矿化加速。遗传互作实验证实Trps1与Runx2存在功能关联。

3.2 Trps1-KO小鼠

该模型通过β-geo替换启动 codon exon,导致Trps1完全不表达。纯合子新生儿致死,表现为毛囊数量减半、颅面畸形(小颌症、颞下颌关节发育异常)和长骨生长板增殖区延长。机制上,Trps1缺失导致Stat3活性和PTHrP表达上调,破坏Ihh/PTHrP反馈环路。

3.3 Trps1-Flox小鼠

条件性敲除小鼠(Col1a1CreERT2;Trps1Flox/Flox)显示牙釉质和牙本质矿化缺陷、牙根暴露及肺泡骨形成受损,模拟人类TRPS牙齿病理。

3.4 Trps1Δint小鼠

该模型缺失第一内含子内20 kb增强子区域,导致Trps1表达量降低但非完全缺失。小鼠出生后出现显著生长迟缓、髋臼发育不良、髌骨脱位和次级骨化中心形成延迟,较好模拟了人类TRPS的 postnatal 病理。

4 染色体倒位模型:Koa与Eh小鼠

Koa和Eh小鼠因染色体15远端倒位导致Trps1表达降低,但表型与Trps1突变体不同:Koa小鼠表现为耳部多毛症,而骨骼异常(脊柱侧弯、颅骨缩短)部分模拟TRPS。该模型提示位置效应可能通过影响邻近基因(如Hoxc5)导致表型变异。

5 相关人类疾病

  • Greig头多指综合征(GCPS)与Pallister-Hall综合征(PHS):由GLI3突变引起,分别表现为多指/并指和下丘脑错构瘤等,与Trps1-Gli3互作网络相关。
  • Robinow综合征与B型短指症(BDB1):由WNT5A或ROR2突变引起,呈现严重肢端缩短,印证Wnt5a通路在TRPS骨骼表型中的下游作用。

6 未来展望

当前研究仍需开发更精准的TRPS II/III型动物模型,探索杂合子小鼠的细微表型,并利用现有模型开展生长激素疗法或药物(如甲氯喹啉、他汀类)的临床前试验。跨物种表型差异(如人类毛发稀疏 vs 小鼠多毛)的机制亦需深入解析。
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