DMD基因|基因功能、疾病关联、突变与基因编辑研究

DMD基因编码抗肌萎缩蛋白,其突变导致杜氏肌营养不良症(DMD)和贝克尔肌营养不良症(BMD),是肌营养不良症研究的关键靶点。

基因信息卡

基因符号 DMD
基因全名 Dystrophin
基因类型 protein-coding
染色体位置 Xp21.2-p21.1
NCBI Gene ID 1756 ncbi.nlm.nih.gov/gene/1756
Ensembl ID ENSG00000198947
UniProt ID P11532
OMIM ID 300377
HGNC ID 2928
基因别名 p140, BMD, DXS142, DXS164, DXS206, DXS230, DXS239, DXS268, DXS269, DXS270, DXS272

基因功能与研究简介

DMD基因编码抗肌萎缩蛋白(dystrophin),是肌营养不良蛋白家族的重要成员。该蛋白位于细胞膜内侧,连接细胞骨架与细胞外基质,在维持肌肉细胞膜的稳定性中发挥关键作用。DMD基因突变可导致抗肌萎缩蛋白缺失或功能异常,从而引发杜氏肌营养不良症(Duchenne muscular dystrophy, DMD)和贝克尔肌营养不良症(Becker muscular dystrophy, BMD)。DMD是最常见的X连锁隐性遗传病之一,主要影响男性,表现为进行性肌肉无力和萎缩。

疾病关联

疾病类别 疾病生理机制 基因组证据
杜氏肌营养不良症(Duchenne muscular dystrophy, DMD) DMD基因的移码突变或无义突变导致抗肌萎缩蛋白完全缺失,肌肉细胞膜脆弱,进行性肌肉退化和无力。 已明确致病
贝克尔肌营养不良症(Becker muscular dystrophy, BMD) DMD基因的整码突变或错义突变导致抗肌萎缩蛋白部分功能保留,症状较轻,发病较晚。 已明确致病
X连锁扩张型心肌病(X-linked dilated cardiomyopathy, XLDC) DMD基因突变导致心肌中抗肌萎缩蛋白缺失,引起心肌病,可单独发生或伴随骨骼肌症状。 已明确致病

表达谱

组织表达
组织 nTPM 级别
骨骼肌 暂无可靠数据 高表达
心肌 暂无可靠数据 高表达
暂无可靠数据 低表达
暂无可靠数据 低表达
细胞系表达
细胞系 nTPM 笔记
成肌细胞 暂无可靠数据 分化过程中表达增加
心肌细胞 暂无可靠数据 高表达
神经元 暂无可靠数据 低表达
数据来源:Human Protein Atlas(proteinatlas.org)

突变与遗传变异

Hotspot Mutations
变体 类型 频率 功能描述
缺失突变(外显子缺失) 缺失 约60-70%的DMD患者 导致阅读框移位,产生截短的无功能蛋白(Loss of Function)
重复突变(外显子重复) 重复 约5-10%的DMD患者 可能破坏阅读框,导致功能丧失(Loss of Function)
点突变(无义突变) 点突变 约10-15%的DMD患者 提前终止翻译,产生截短蛋白(Loss of Function)
点突变(错义突变) 点突变 较少见 可能影响蛋白功能,但机制多样(可能为Loss of Function或Dominant Negative)
突变功能分类

Loss of Function(功能缺失,LOF)

DMD基因突变导致抗肌萎缩蛋白功能丧失或缺失,是DMD/BMD的主要致病机制。

Gain of Function(功能获得,GOF)

暂无明确证据表明DMD基因存在功能获得性突变。

Dominant Negative(显性负效应,DN)

部分错义突变可能产生具有显性负效应的蛋白,干扰正常抗肌萎缩蛋白的功能,但证据有限。

基因本体论 (Gene Ontology)

• GO:0005200 (structural constituent of cytoskeleton) • GO:0005515 (protein binding)
• GO:0005856 (cytoskeleton) • GO:0005886 (plasma membrane)
• GO:0006936 (muscle contraction) • GO:0007517 (muscle organ development)
• GO:0016020 (membrane) • GO:0030017 (sarcomere)
• GO:0030054 (cell junction) • GO:0042383 (sarcolemma)

相关通路

Dystrophin-associated glycoprotein complex (DGC) pathway (Reactome: R-HSA-390522)
Muscle contraction pathway (Reactome: R-HSA-397014)
Striated muscle contraction pathway (KEGG: hsa04260)

蛋白质功能简介

抗肌萎缩蛋白(dystrophin)是一种大型细胞骨架蛋白,主要表达于骨骼肌、心肌和平滑肌。该蛋白包含N端肌动蛋白结合域、中央杆状域和C端富含半胱氨酸的区域,通过连接肌动蛋白细胞骨架与细胞外基质,维持肌纤维膜的稳定性。抗肌萎缩蛋白的缺失或功能异常导致肌纤维膜脆弱,在肌肉收缩时发生损伤,最终引发肌纤维坏死和肌肉萎缩。

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