基因Eif2b5是编码真核翻译起始因子2B(eIF2B)复合物的ε亚基的基因。eIF2B复合物是eIF2的激活因子,eIF2是翻译起始复合物的一部分,对于蛋白质合成的启动至关重要。Eif2b5在翻译的调控中扮演着关键角色,其功能的异常与多种疾病的发生发展密切相关。
在多发性硬化症(MS)的研究中, EIF2B5基因被认为与MS的易感性相关。有研究表明,EIF2B5基因的突变可能导致vanishing white matter(VWM)疾病,这是一种罕见的神经系统疾病,特征为脑白质逐渐消失。同时,研究者们发现,VWM和MS在临床、生化以及遗传学方面存在重叠。因此,有研究尝试探索EIF2B5与MS之间的关系[1]。
在动物模型研究中,EIF2B5基因的突变导致了VWM的病理特征。例如,一项研究发现,Eif2b5基因的点突变(p.Ile98Met)导致小鼠表现出小体型、异常步态、不育、癫痫发作和缩短的寿命。生化分析显示,突变型eIF2B蛋白的鸟嘌呤核苷酸交换活性降低,并且1个月大的小鼠脑中内质网应激标记激活转录因子4的水平升高。组织学分析显示,突变小鼠的大脑和脊髓中存在髓鞘破坏和少突胶质祖细胞聚集,这些发现为理解VWM的病理发生机制提供了模型[2]。
针对VWM的治疗,有研究尝试利用腺嘌呤碱基编辑技术纠正人类VWM致病性变异。研究通过腺相关病毒载体将intein分裂腺嘌呤碱基编辑器递送到新生VWM小鼠的大脑室中,实现了Eif2b5R191H变异的45.9%的纠正。治疗略微增加了成熟星形胶质细胞数量,并在雌性VWM动物中部分恢复了内质网应激反应(ISR),进而改善了体重和握力。然而,运动障碍并未得到恢复。这表明,更精确的编辑(即更低的旁编辑率)以及更有效地将碱基编辑器递送到深脑区域和少突胶质细胞中,对于更广泛的表型恢复将是必要的[3]。
此外,EIF2B5基因的突变还与晚发性白质脑病(LVWM)相关。一项研究发现,一位38岁的女性患者表现出癫痫状态、步态不稳、言语不清、腹部腱反射亢进和卵巢衰竭等症状。基因检测发现她存在EIF2B5基因的复合杂合突变,包括c.1016G>A(p.R339Q)和c.1157G>A(p.G386D)。该报告还总结了20例成年起病的卵巢白质脑病和EIF2B5基因突变的女性的情况。研究表明,不同 EIF2B5 位点的突变可能具有不同的临床表现和明显的临床异质性[4]。
针对VWM的治疗策略,有研究评估了腺相关病毒(AAV)基因治疗在VWM小鼠模型中的安全性和早期疗效。研究使用了两种VWM小鼠模型,并研究了星形胶质细胞靶向的AAV9介导的EIF2B5基因补充疗法。结果显示,基因补充疗法显著改善了体重、运动功能、步态正常化、寿命延长,并减缓了脱髓鞘过程。研究结果表明,星形胶质细胞靶向的基因补充疗法是一种有潜力的治疗方法[5]。
EIF2B5基因的突变还与卵巢白质脑病相关。一项研究发现,一位32岁的女性患者由于自18岁起出现的闭经,在磁共振成像(MRI)上显示出广泛的白质脑病神经影像学改变。基因检测确认她 EIF2B5 基因存在突变(c.338G>A/p.Arg113His),并且她的病情在不到6年内发展为四肢瘫痪。这表明卵巢衰竭与白质脑病相关, EIF2B 基因的突变分析对于诊断至关重要[6]。
EIF2B5基因的突变还与卵巢癌的预后相关。研究发现,卵巢癌组织中 EIF2B5 mRNA 的表达水平较低,并且与患者的生存状态相关。生存分析显示, EIF2B5 表达水平低的卵巢癌患者的总生存期较短。此外, Cox 回归分析表明, EIF2B5 表达水平低是卵巢癌患者预后不良的独立风险因素[7]。
综上所述,EIF2B5基因在翻译调控、VWM、LVWM、卵巢白质脑病和卵巢癌的发病机制中发挥着重要作用。 EIF2B5 基因的突变可能导致蛋白质合成的异常,进而影响神经系统的发育和功能。未来的研究需要进一步阐明 EIF2B5 基因在疾病发生发展中的具体机制,并探索针对 EIF2B5 基因的靶向治疗方法,以改善相关疾病患者的预后。
参考文献:
1. Zahoor, Insha, Haq, Ehtishamul, Asimi, Ravouf. . Multiple Sclerosis and EIF2B5: A Paradox or a Missing Link. In Advances in experimental medicine and biology, 958, 57-64. doi:10.1007/978-3-319-47861-6_5. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28093708/
2. Terumitsu-Tsujita, Mika, Kitaura, Hiroki, Miura, Ikuo, Takebayashi, Hirohide, Igarashi, Hironaka. 2019. Glial pathology in a novel spontaneous mutant mouse of the Eif2b5 gene: a vanishing white matter disease model. In Journal of neurochemistry, 154, 25-40. doi:10.1111/jnc.14887. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31587290/
3. Böck, Desirée, Revers, Ilma M, Bomhof, Anastasia S J, van Til, Niek P, Schwank, Gerald. 2024. In vivo base editing of a pathogenic Eif2b5 variant improves vanishing white matter phenotypes in mice. In Molecular therapy : the journal of the American Society of Gene Therapy, 32, 1328-1343. doi:10.1016/j.ymthe.2024.03.009. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38454603/
4. Kong, Fanxin, Zheng, Haotao, Liu, Xuan, Wang, Jianjun, Guo, Zhouke. 2022. Association Between Late-Onset Leukoencephalopathy With Vanishing White Matter and Compound Heterozygous EIF2B5 Gene Mutations: A Case Report and Review of the Literature. In Frontiers in neurology, 13, 813032. doi:10.3389/fneur.2022.813032. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35785335/
5. Herstine, Jessica A, Chang, Pi-Kai, Chornyy, Sergiy, Bonkowsky, Joshua L, Bradbury, Allison M. 2024. Evaluation of safety and early efficacy of AAV gene therapy in mouse models of vanishing white matter disease. In Molecular therapy : the journal of the American Society of Gene Therapy, 32, 1701-1720. doi:10.1016/j.ymthe.2024.03.034. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38549375/
6. Mathis, Stéphane, Scheper, Gert C, Baumann, Nicole, van der Knaap, Marjo S, Neau, Jean-Philippe. 2008. The ovarioleukodystrophy. In Clinical neurology and neurosurgery, 110, 1035-7. doi:10.1016/j.clineuro.2008.06.002. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18678442/
7. Hou, Lin, Jiao, Yan, Li, Yanqing, Yang, Zhaoying, He, Miao. . Low EIF2B5 expression predicts poor prognosis in ovarian cancer. In Medicine, 99, e18666. doi:10.1097/MD.0000000000018666. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32000373/