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Das GH1-Gen codiert für das menschliche Wachstumshormon, auch Somatotropin genannt. Es liegt im Chromosom 19p13.3 und besteht aus fünf Exons. Das produzierte Protein ist ein 191-Aminosäure-Langkette, die in der Hypophyse synthetisiert wird und anschließend über den Blutkreislauf wirkt.



Funktion

GH1 aktiviert das GH-Rezeptor (GHR) auf Zielzellen. Durch Signaltransduktion via JAK2/STAT5 führt es zur Stimulation von Zellproliferation, Differenzierung, Lipolyse sowie zur Synthese von Insulin-ähnlichem Wachstumsfaktor-1 (IGF-1). Diese Prozesse sind entscheidend für das körperliche Wachstum und die Aufrechterhaltung des Stoffwechsels.



Expression

Die Expression ist vorwiegend in der Adenohypophyse. Im frühen Leben ist die GH-Spiegelung hoch; sie sinkt im Erwachsenenalter ab, kann jedoch durch Stress, Schlaf oder körperliche Aktivität wieder erhöht werden.



Pathologie





GH-Defizienz (Hyposecretion): verursacht Wachstumsretardierung bei Kindern und niedrige Muskelmasse bei Erwachsenen.


Gigantismus/Acromegalie: Überproduktion von GH, meist durch Adenom der Hypophyse, führt zu übermäßigem Wachstum.


Mutationen im GH1-Gen können z. B. eine abnorme Proteinstruktur erzeugen und die Bindung an GHR beeinträchtigen.



Diagnostik

Serum-GH-Mengen werden durch ELISA gemessen; IGF-1-Spiegel dienen als indirekter Indikator. Genetische Analysen (Sanger oder NGS) prüfen auf Mutationen, Deletionen oder Duplikationen des GH1-Gens.



Therapie





Bei Defizienz: Recombinant-GH-Ergänzung (rhGH).


Bei Überproduktion: Somatostatin-Analoga, GH-Rezeptorantagonisten oder chirurgische Entfernung des Adenoms.



Genetische Varianten

Kritische Mutationen wie Punktmutationen im Exon 2 führen häufig zu einer funktionellen Inaktivität des Hormons. CNV-Analyse (Copy-Number Variation) kann Deletionen/Amplifikationen aufzeigen, die das Wachstum beeinflussen.



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GH1 bleibt ein zentrales Gen für die Regulation von Wachstum und Stoffwechsel bei Menschen, wobei sowohl Unter- als auch Überproduktion klinisch relevante Folgen haben.
Humanes Wachstumshormon (GH) spielt eine zentrale Rolle bei der Regulation des Stoffwechsels, der Körperentwicklung und dem Zellwachstum. Der Begriff „Wachstumshormon" bezieht sich auf das Protein, das von der Hypophyse produziert wird und in vielen Geweben wirkt.



Gene
Der wichtigste Genotyp für die Synthese des menschlichen Wachstumshormons ist GH1 (Growth Hormone 1). Dieses Gene befindet sich im Chromosom 11q13.5–q14.3. Es besteht aus fünf Exonen, die ein einzelnes Protein codieren, das in der Hypophyse als GH produziert wird. Die Sequenz des GH-Proteins enthält spezifische Signalpeptide für die Sekretion sowie Bindungsstellen für den Wachstumshormonrezeptor (GHR). Mutationen im GH1-Gen können zu verschiedenen klinischen Syndromen führen, z.B. zum GHK (Growth Hormone Deficiency) bei Verlust von Funktion oder zu gigantischen Zuständen bei überaktiven Varianten.



Gene and mapped phenotypes
Neben dem primären GH1-Gen existieren andere Gene, die indirekt das Wachstumshormon beeinflussen:



IGF1 – Insulinlike Growth Factor 1. Dieses Gen wird in der Leber als Reaktion auf GH exprimiert und vermittelt viele von GHs anabolen Effekten. Mutationen können zu HypoIGF-1-Syndromen führen.
GHR – Der Wachstumshormonrezeptor. Varianten im GHR-Gen beeinflussen die Empfindlichkeit gegenüber GH und sind mit Laron-Syndrom (Resistenz gegen Wachstumshormone) assoziiert.
PROP1 – Prolactin-, Growth Hormone-, Thyrotropin-Produzierendes Gen. Defekte führen zu Multiplen Hypophyseninsuffizienzen einschließlich niedriger GH-Spiegel.
STAT5B – Signal Transducer and Activator of Transcription 5B. Mutationen in diesem Gen können zu einer verminderten GH-Signaltransduktion und damit zu Wachstumsretardierung führen.



Mappierte Phänotypen




Wachstumshormonmangel (GHD): Charakterisiert durch niedrige Serum-GH-Werte, Untergewicht, verzögte Pubertät.


Laron-Syndrom: GHR-Mutationen führen zu GH-Resistenz, niedrigem IGF1, starkem Wachstumsdepression.


Gigantismus/Präpubertäre Hyperwachstumssyndrome: Überproduktion von GH oder erhöhte Empfindlichkeit des GHR führen zu übermäßiger Körpergröße und erhöhtem BMI.


Skelettanomalien: Mutationen im GH1-Gen können gezielte Wachstumsdepression der Knochen mit Osteopenie verursachen.



Gene sources
Die wichtigsten Quellen für die genetische Information von GH umfassen:



Ensembl Genome Browser (ensembl.org) – bietet detaillierte Annotationen des GH1-Gens, einschließlich Transkriptvarianten und SNPs.
NCBI Gene (ncbi.nlm.nih.gov/gene/1016) – enthält umfangreiche Daten zu Genstruktur, Funktion, Expression und klinischen Assoziationen.
OMIM (omim.org) – liefert detaillierte Informationen über genetische Erkrankungen, die mit GH-Gene verbunden sind.
UniProt (uniprot.org/uniprot/P01241) – bietet Proteinsequenzdaten, Posttranslational Modifications und strukturelle Daten des Wachstumshormons.




HGMD (human gene mutation database) – listet bekannte Mutationen im GH1-Gen mit klinischer Relevanz.



Diese Ressourcen ermöglichen Forschern und Klinikern eine tiefgehende Analyse von Genvarianten, deren Auswirkungen auf die GH-Produktion sowie die Entwicklung gezielter Therapieansätze.

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