1. Thụ thể Vitamin D

Thụ thể vitamin D được biết đến nhiều với vai trò trong quá trình khoáng hóa và tái tạo xương bình thường. Đa hình gen của nó Fok I và Taq I được cho là góp phần gây ra các rối loạn phổ biến như loãng xương, viêm xương khớp và các bệnh khác.

Các alen của đa hình Taq I và Fok I liên kết với sự giảm tín hiệu hình ảnh cộng hưởng từ (MRI) trong thoái hóa đĩa đệm (IDD). Trong một nghiên cứu trên 205 tình nguyện viên và bệnh nhân ở Nhật Bản độ tuổi từ 20 đến 29, thì kiểu gen Tt của đa hình Taq I thường liên quan đến bệnh về đĩa đệm, thoái hóa đĩa đệm nghiêm trọng hơn so với kiểu gen TT. Điều đáng quan tâm là tần suất của alen t có sự khác biệt đáng kể giữa ba nhóm dân tộc: 8% ở người da vàng, 31% ở người da đen và 43% ở người da trắng, do vậy có thể tỉ lệ xuất hiện thoái hóa đĩa đệm là khác nhau giữa các dân tộc. Một báo cáo khác của Chen và cộng sự (2017), phân tích phân nhóm theo dân tộc cho thấy Fok I đột biến có liên quan đến nguy cơ mắc IDD thấp hơn đáng kể ở người da trắng. 

Vitamin D ảnh hưởng đến quá trình chuyển hóa sunfat, điều này rất quan trọng đối với quá trình sunfat hóa glycosaminoglycan (GAG) trong quá trình tổng hợp proteoglycan – chất cấu tạo sụn khớp. Từ đó, một giả thuyết cho rằng các gen đa hình ảnh hưởng đến mức độ và chức năng của thụ thể vitamin D dẫn đến thay đổi đặc điểm cấu trúc của chất nền ngoại bào trong đĩa đệm.

A. Giải phẫu mặt cắt trong đĩa đệm
B. Đĩa đệm bình thường và đĩa đệm bị thoái hóa

2. Protein Thrombospondin - THBS

Protein Thrombospondin là một loại glycoprotein có nhiều chức năng khác nhau trong chất nền ngoại bào. THBS liên kết với collagen và mô tham gia vào các tương tác giữa tế bào với chất nền trong quá trình phát triển và sửa chữa mô. THBS quy định mức độ Matrix metallicoproteinase 2 (MMP2) và MMP9 được cho là có vai trò quan trọng trong IDD. Một số gen đa hình chức năng trong THBS2 đã được tìm thấy có liên quan đến thoát vị đĩa đệm cột sống thắt lưng và hẹp ống sống thắt lưng trong dân số Nhật Bản và Hàn Quốc. 

3. Các gen mã hóa phân tử collagen IX

Các biến thể alen Trp2, Trp3 trong các gen collagen IX - COL9A2 và COL9A3 đã được xác định là yếu tố nguy cơ di truyền đối với IDD, vì chúng can thiệp vào liên kết chéo giữa các loại collagen II, IX và XI, làm giảm tính ổn định của đĩa đệm. Collagen loại XI là một thành phần nhỏ của các sợi collagen sụn, nhưng có vai trò khá quan trọng trong sợi xơ hóa và nhân của đĩa đệm.

4. Collagen I (COL1A1)

Đa hình Sp1 (TT / GT / GG), guanine (G) được thay thế bằng thymidine (T) ở vị trí liên kết Sp1 thứ tư intron 1 của COL1A1, cụ thể trong cặp cơ sở Promer +1245 (bp) từ vị trí bắt đầu phiên mã. Tính đa hình tại vị trí Sp1 này được cho là có liên quan đến IDD; trong đó đàn ông và phụ nữ có kiểu gen TT có nguy cơ mắc IDD cao hơn so với những người có kiểu gen GG và GT, tuy nhiên sự khác biệt này không có ý nghĩa thống kê. Gen COL1A1 mã hóa cho chuỗi α1 của phân tử collagen I - collagen chính trong gian bào xương. Collagen I cũng là thành phần chính của cấu trúc sợi của annulus trong đĩa đệm, cung cấp độ bền, đàn hồi cho xương.

5. Aggrecan – AGC1

Aggrecan - thành phần proteoglycan chính trong sụn và nhân của đĩa đệm. Chức năng chính của nó là duy trì sự hydrat hóa cấu trúc đĩa, thu hút các phân tử nước thông qua các gốc GAG tích điện âm mà chủ yếu là chuỗi chondroitin sulphate (CS). Do đó, trong các nguyên nhân liên quan đến sự mất nước trong đĩa thoái hóa, phân tử chất nền ngoại bào này được coi là một cơ sở phục vụ cho nghiên cứu liên kết di truyền. Trong protein lõi aggrecan, chuỗi CS có mặt ở hai vùng liền kề, miền CS1 và CS2. Trong gen AGC1, vùng mã hóa cho miền CS1 thể hiện tính đa hình, có thể dẫn đến sự thay đổi mức độ thay thế CS của aggrecan ở các cá thể khác nhau. Điều này làm tăng khả năng: các tính chất chức năng của aggrecan khác nhau giữa các cá nhân và những người có cấu trúc aggrecan kém hơn có thể dễ bị IDD sớm hoặc thoái hóa sụn khớp.

6. Matrix Metallicoproteinase 3 - MMP3

MMP3 là một enzyme chủ yếu gây suy giảm các thành phần của chất nền ngoại bào như proteoglycan và collagen, có liên quan đến sự thoái hóa của đĩa đệm, góp mặt trong di truyền IDD. Một dạng đa hình phổ biến đã được xác định trong đó một alen chứa sáu chuỗi adenosine (alen 6A) và năm alen khác (5A alen). Sự đa hình 5A / 6A dường như có liên quan đến sự điều hòa biểu hiện MMP3. Nghiên cứu của Takahashi M và cộng sự tại đại học Y Tokyo cho thấy kiểu gen 5A5A và 5A6A ở người cao tuổi có liên quan đến số lượng đĩa đệm thoái hóa lớn hơn đáng kể so với 6A6A, nhưng không có sự khác biệt đáng kể ở người trẻ tuổi. Ngoài ra, ở người già, điểm thoái hóa đĩa đệm cũng được phân phối cao hơn trong kiểu gen 5A5A và 5A6A. Phát hiện này chỉ ra rằng alen 5A là yếu tố nguy cơ đối với sự gia tăng của những thay đổi IDD ở người cao tuổi.

7. Interleukin - IL

Tác dụng của IL-1 đối với chức năng của đĩa đệm có thể liên quan đến vai trò của nó trong việc tạo ra MMP3 làm suy giảm proteoglycan như aggrecan trong đĩa đệm và có tác động tiêu cực đến quá trình tổng hợp proteoglycan, collagen.

Các alen IL-1β + 3954 T và IL-1α -889 T liên quan đến phình đĩa đệm với tỷ lệ chênh lệch lần lượt là 2,4 và 3,0. Các chất trung gian gây viêm như IL-1 đóng vai trò làm phình đĩa đệm và gây đau. Một giả thuyết cho rằng, ở những người có triệu chứng của IDD, rễ thần kinh bị nhạy cảm với áp lực là do các phân tử phát sinh từ dòng viêm với biểu hiện của prostaglandin E2, phospholipase A2, nitric oxide, TNF-α, IL-6 và MMP3 được sản xuất bởi các tế bào trong đĩa đệm thoát vị.

IL-6 có vai trò quan trọng trong thoát vị đĩa đệm thắt lưng. Đa hình trong IL6, cụ thể sự thay thế 15T / A trong exon 5 của IL-6 có liên quan đến nguy cơ mắc IDD; tăng 4,4 lần ở những bệnh nhân có kiểu gen AA hoặc AT so với kiểu gen TT.

Doctor SAMAN
NCV.DS Nguyễn Thị Thức

 

 

 

Tài liệu tham khảo

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6223888/

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4705723/

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16425147/

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2335375/