ARPP21,也称为cAMP调节的磷酸蛋白21,是一种编码RNA结合蛋白的基因。ARPP21基因位于人类基因组中,编码的蛋白质参与了多种生物学过程,包括神经发育和神经退行性疾病的发生。ARPP21基因的突变与一些神经退行性疾病有关,如肌萎缩侧索硬化症(ALS)和威尔姆斯瘤。
ALS是一种由大脑和脊髓中的运动神经元退化引起的神经退行性疾病。ARPP21基因突变与ALS的发生有关。一项研究发现,在西班牙一个小地区,ALS的发病率显著增加,尤其是家族性ALS病例。通过对12名ALS患者(其中5名为家族性)进行全基因组测序,研究人员发现了一个共同的错义突变(c.1586C>T;p.Pro529Leu)在ARPP21基因中,该基因编码一个RNA结合蛋白。这一突变在10名来自7个无亲缘关系的ALS患者的家族中被发现,而在其他已知的ALS相关基因中并未发现突变。这表明ARPP21基因突变可能是ALS发生的一个新的遗传因素[1]。
除了ALS,ARPP21基因的突变还与其他神经系统疾病有关。一项研究发现,ARPP21基因突变与威尔姆斯瘤的发生有关。该研究发现,ARPP21基因在威尔姆斯瘤中表达下调,并且ARPP21基因的过表达可以促进神经功能修复,抑制神经元凋亡和胶质细胞炎症。这表明ARPP21基因可能在威尔姆斯瘤的发生和神经功能修复中发挥重要作用[2]。
除了与疾病相关的研究,ARPP21基因的功能和调控机制也得到了研究。一项研究发现,ARPP21基因编码的蛋白质可以与miR-128结合,并拮抗miR-128的活性。miR-128是一种在神经发育中发挥重要作用的miRNA,它调节神经元的兴奋性和树突形态。ARPP21通过拮抗miR-128的活性,调节miR-128靶基因的表达,从而影响神经发育过程[3]。
此外,ARPP21基因还与其他生物学过程有关。一项研究发现,ARPP21基因的突变与力量运动员的遗传特征有关。该研究发现,力量运动员中ARPP21基因的某些多态性与力量相关特征相关。这表明ARPP21基因可能在力量运动员的遗传特征中发挥作用[4]。
综上所述,ARPP21基因是一种编码RNA结合蛋白的基因,参与了多种生物学过程,包括神经发育和神经退行性疾病的发生。ARPP21基因的突变与ALS和威尔姆斯瘤的发生有关。ARPP21基因的功能和调控机制也得到了研究,包括与miR-128的相互作用和与其他生物学过程的关联。对ARPP21基因的研究有助于深入理解神经退行性疾病的发生机制,并为相关疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Dols-Icardo, Oriol, Carbayo, Álvaro, Jericó, Ivonne, Gelpi, Ellen, Rojas-García, Ricard. 2025. Identification of a pathogenic mutation in ARPP21 in patients with amyotrophic lateral sclerosis. In Journal of neurology, neurosurgery, and psychiatry, 96, 132-139. doi:10.1136/jnnp-2024-333834. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38960585/
2. Chai, Zhaohui, Zheng, Peidong, Zheng, Jiesheng. 2021. Mechanism of ARPP21 antagonistic intron miR-128 on neurological function repair after stroke. In Annals of clinical and translational neurology, 8, 1408-1421. doi:10.1002/acn3.51379. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34047500/
3. Rehfeld, Frederick, Maticzka, Daniel, Grosser, Sabine, Backofen, Rolf, Wulczyn, F Gregory. 2018. The RNA-binding protein ARPP21 controls dendritic branching by functionally opposing the miRNA it hosts. In Nature communications, 9, 1235. doi:10.1038/s41467-018-03681-3. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29581509/
4. Moreland, Ethan, Borisov, Oleg V, Semenova, Ekaterina A, Williams, Alun G, Ahmetov, Ildus I. 2020. Polygenic Profile of Elite Strength Athletes. In Journal of strength and conditioning research, 36, 2509-2514. doi:10.1519/JSC.0000000000003901. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33278272/