II型コラーゲン、アルファ1

COL2A1遺伝子のいくつかの変異が、2型軟骨無形成症の原因となっている。これには、遺伝子の一部欠損、アミノ酸グリシンが他のアミノ酸に置換される変異、またはタンパク質の切断を引き起こす変異などが含まれる。これらの変異はすべて、成熟した2型コラーゲンの産生を阻害し、このコラーゲンを豊富に含む組織に影響を与える。

扁平椎致死性骨異形成症（トーランス型）の患者において、COL2A1遺伝子の変異は10種類未満しか確認されていない。これらの変異のほとんどは、プロα1(II)鎖のアミノ酸1個の変化を引き起こし、コラーゲン線維に組み込まれない異常な鎖を生成する。その結果、コラーゲン産生が減少し、四肢短縮、胸郭縮小、椎骨扁平化、指趾短縮などの骨格異常が生じる。

低軟骨形成症は、欠失、グリシン置換、切断など、様々なCOL2A1遺伝子変異によって引き起こされる。これらの変異は、成熟した三重らせん構造のII型コラーゲン分子の形成を阻害し、コラーゲンを豊富に含む組織に影響を与える。

クニースト異形成症の原因となる変異のほとんどは、異常に短いプロα1(II)コラーゲン鎖を生じさせ、それが正常な長さの鎖と結合することで、正常よりも短いコラーゲン分子が生成されます。これがクニースト異形成症の特徴的な症状を引き起こします。

脊椎骨端骨幹端異形成症、ストラドウィック型における既知のCOL2A1変異はすべて、プロα1(II)鎖のグリシンを別のアミノ酸に置換し、安定した三重鎖コラーゲン分子の形成を阻害する。

先天性脊椎骨端異形成症は、不適切なアミノ酸置換や切断されたプロα1(II)鎖など、いくつかのタイプのCOL2A1変異によって引き起こされ、成熟コラーゲン分子の形成を阻害する。^{[ 9 ]}

脊椎末梢異形成症では、COL2A1遺伝子の変異により、コラーゲン線維に組み込まれない短縮型のプロα1(II)鎖が生成される。この異常な鎖は軟骨細胞に蓄積し、骨の発達を阻害し、結果として椎骨の扁平化や指の短縮を引き起こす。

COL2A1遺伝子のいくつかの変異はスティックラー症候群を引き起こし、多くの場合、コラーゲン線維に組み込まれない切断型タンパク質の産生につながります。多くの変異は早期終止シグナルを導入し、その結果、プロα1(II)コラーゲン鎖が50%減少し、軟骨におけるII型コラーゲンの産生が低下します。^{[ 10 ]}

COL2A1遺伝子の変異は、一部の人において変形性関節症への感受性を高める可能性がある。これらの変異はプロα1(II)鎖のアミノ酸を変化させ、関節軟骨のコラーゲン線維の構造に影響を与え、変性性関節疾患の一因となる可能性がある。