Cavin1,也称为PTRF(Polymerase I and transcript release factor),是一种重要的细胞质蛋白,与caveolin-1共同负责caveolae的生物发生,是脂肪组织可扩张性的主要调节因子。Cavin1在多种组织中表达,包括肌肉,其功能障碍会导致脂肪组织缺失和肌肉营养不良。Cavin1基因突变与先天性全身性脂肪营养不良症4型(CGL4)的发生密切相关,CGL4是一种极其罕见的亚型,患者表现为全身性皮下脂肪减少、肌肉肥大、明显的面部特征、肌病和寰枢椎不稳定等。一项研究发现,两名儿童CGL4患者中,Cavin1基因存在一个新的致病突变(NM_012232 exon1:c T21A:p.Y7X),导致其出现脂肪组织缺失、肌病、心律失常等临床症状[1]。
此外,Cavin1在心脏中也发挥着重要作用。研究发现,Cavin1的表达水平与药物诱导的长QT综合征(diLQT)的个体间差异有关。Cavin1的敲低可以降低对sotalol的敏感性,而Cavin1的过表达则可以增加对sotalol的敏感性。这表明Cavin1通过调节hERG通道的转运来影响心脏复极化过程,进而影响个体对diLQT的敏感性[2]。
Cavin1还与神经肌肉疾病的发生有关。一项研究对黎巴嫩地区506例神经肌肉疾病患者进行了20年的临床和遗传队列分析,发现81.4%的患者被诊断为运动神经元疾病和肌肉营养不良,其中几乎一半的患者患有脊髓性肌萎缩(SMA)。此外,研究还发现,Cavin1缺陷小鼠的肺功能受损,表现为肺泡形态改变和肺弹性增加,同时肺巨噬细胞数量增加,提示Cavin1在肺功能和巨噬细胞表型调控中发挥重要作用[3,6]。
Cavin1还参与调节高糖刺激的低密度脂蛋白(LDL)转运。高糖通过抑制AMPK-MTOR-PIK3C3通路,抑制Cav1-CAVIN1-LC3B介导的自噬降解,导致细胞膜上caveolae数量增加,进而促进LDL转运,增加动脉粥样硬化的风险[4]。
Cavin1在肝癌发生发展中的作用尚不明确。一项研究发现,Cavin1在肝癌组织中表达下调,且与患者不良预后相关。Cavin1的过表达可以抑制肝癌细胞的增殖和迁移,并通过激活Wnt/β-catenin信号通路影响肝癌的发生发展[5]。
综上所述,Cavin1是一种重要的细胞质蛋白,在脂肪组织、心脏、肺、肝脏等多种器官中发挥重要作用。Cavin1的基因突变与CGL4的发生密切相关,同时还参与调节心脏复极化过程、神经肌肉疾病的发生发展、高糖刺激的LDL转运以及肝癌的发生发展。Cavin1的研究有助于深入理解其在不同生物学过程中的作用机制,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. Mancioppi, Valentina, Daffara, Tommaso, Romanisio, Martina, Giordano, Mara, Prodam, Flavia. 2023. A new mutation in the CAVIN1/PTRF gene in two siblings with congenital generalized lipodystrophy type 4: case reports and review of the literature. In Frontiers in endocrinology, 14, 1212729. doi:10.3389/fendo.2023.1212729. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37501786/
2. Al Sayed, Zeina R, Pereira, Céline, Le Borgne, Rémi, Trégouët, David-Alexandre, Hulot, Jean-Sébastien. 2024. CAVIN1-Mediated hERG Dynamics: A Novel Mechanism Underlying the Interindividual Variability in Drug-Induced Long QT. In Circulation, 150, 563-576. doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.123.063917. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38682330/
3. Megarbane, Andre, Bizzari, Sami, Deepthi, Asha, Delague, Valérie, Urtizberea, J Andoni. . A 20-year Clinical and Genetic Neuromuscular Cohort Analysis in Lebanon: An International Effort. In Journal of neuromuscular diseases, 9, 193-210. doi:10.3233/JND-210652. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34602496/
4. Bai, Xiangli, Yang, Xiaoyan, Jia, Xiong, Zhao, Ying, Jin, Si. 2019. CAV1-CAVIN1-LC3B-mediated autophagy regulates high glucose-stimulated LDL transcytosis. In Autophagy, 16, 1111-1129. doi:10.1080/15548627.2019.1659613. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31448673/
5. Hao, Xingyuan, Li, Jinghua, Liu, Bin, Yuan, Yufeng, Ma, Weijie. 2023. Cavin1 activates the Wnt/β-catenin pathway to influence the proliferation and migration of hepatocellular carcinoma. In Annals of hepatology, 29, 101160. doi:10.1016/j.aohep.2023.101160. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37774837/
6. Govender, Praveen, Romero, Freddy, Shah, Dilip, Pilch, Paul, Summer, Ross. 2013. Cavin1; a regulator of lung function and macrophage phenotype. In PloS one, 8, e62045. doi:10.1371/journal.pone.0062045. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23634221/