PDZD8,即PDZ结构域蛋白8,是一种定位于内质网的脂质转运蛋白。在生物信息学研究中,PDZD8的功能和作用机制得到了深入探讨。首先,PDZD8在神经发育和认知功能中扮演着重要角色。研究发现,PDZD8的纯合性早熟终止密码子突变与人类综合征性智力障碍(ID)相关,并且这种突变在两个独立的近亲婚配家庭中都与ID的共分离现象一致。此外,在果蝇和小鼠中,PDZD8的同源基因的干扰导致认知障碍,包括长期记忆受损和海马体空间记忆缺陷[1]。这表明PDZD8在神经发育和认知功能中发挥着关键作用。
其次,PDZD8在细胞器之间的相互作用中起着重要作用。研究表明,PDZD8与酵母细胞中的ERMES(内质网-线粒体相遇结构)类似,将线粒体与内质网连接在一起。然而,与酵母中的Mmm1(维持线粒体形态蛋白1)的功能直系同源物不同,PDZD8和Mmm1是旁系同源物,这表明ER-线粒体连接的进化历程更为复杂[2]。此外,降低PDZD8介导的线粒体-内质网接触点(MERCs)可以改善果蝇的寿命和运动能力,并减轻阿尔茨海默病模型中的毒性,表明PDZD8在维持线粒体质量和神经元稳态中发挥着重要作用[3]。
第三,PDZD8在病毒感染中也扮演着角色。研究发现,PDZD8可以与HIV-1 Gag蛋白相互作用,并促进逆转录和病毒感染。然而,PDZD8不是HIV-1感染所必需的,因为PDZD8缺失的细胞仍然能够被HIV-1有效感染[4,6]。这表明PDZD8可能通过稳定HIV-1衣壳来促进病毒感染,但其作用并非不可替代。
此外,PDZD8在肿瘤发生发展中发挥作用。研究发现,PDZD8在肺腺癌组织中高表达,并且其表达与肿瘤细胞的增殖和迁移相关。circ_0020123是一种由PDZD8基因产生的环状RNA,它可以作为竞争性内源RNA(ceRNA)与miR-1283相互作用,从而调节PDZD8的表达,并促进肿瘤细胞的增殖和迁移[5]。这表明PDZD8可能成为肺癌治疗的潜在靶点。
最后,PDZD8在脓毒症患者的预后预测中具有潜在应用价值。研究发现,PDZD8是脓毒症患者预后的重要基因标志物之一,可以用于预测患者的生存概率[7]。此外,PDZD8在延迟性脑缺血(DCI)的诊断和治疗中也可能发挥重要作用。研究发现,PDZD8与DCI的发病机制相关,并且与免疫浸润有关。通过构建基于PDZD8等基因的预测模型,可以识别出DCI的高风险患者,并可能为DCI的治疗提供新的思路和策略[8]。
综上所述,PDZD8在神经发育、细胞器相互作用、病毒感染、肿瘤发生发展和疾病预后预测中发挥着重要作用。PDZD8的研究有助于深入理解其生物学功能和作用机制,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. Al-Amri, Ahmed H, Armstrong, Paul, Amici, Mascia, Inglehearn, Chris F, Clapcote, Steven J. 2022. PDZD8 Disruption Causes Cognitive Impairment in Humans, Mice, and Fruit Flies. In Biological psychiatry, 92, 323-334. doi:10.1016/j.biopsych.2021.12.017. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35227461/
2. Wideman, Jeremy G, Balacco, Dario L, Fieblinger, Tim, Richards, Thomas A. 2018. PDZD8 is not the 'functional ortholog' of Mmm1, it is a paralog. In F1000Research, 7, 1088. doi:10.12688/f1000research.15523.1. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30109028/
3. Hewitt, Victoria L, Miller-Fleming, Leonor, Twyning, Madeleine J, Vagnoni, Alessio, Whitworth, Alexander J. 2022. Decreasing pdzd8-mediated mito-ER contacts improves organismal fitness and mitigates Aβ42 toxicity. In Life science alliance, 5, . doi:10.26508/lsa.202201531. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35831024/
4. Henning, Matthew S, Morham, Scott G, Goff, Stephen P, Naghavi, Mojgan H. 2010. PDZD8 is a novel Gag-interacting factor that promotes retroviral infection. In Journal of virology, 84, 8990-5. doi:10.1128/JVI.00843-10. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20573829/
5. Wei, Wei, Wang, Changyong, Wang, Lele, Zhang, Jianfeng. 2022. circ_0020123 promotes cell proliferation and migration in lung adenocarcinoma via PDZD8. In Open medicine (Warsaw, Poland), 17, 536-549. doi:10.1515/med-2022-0434. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35415250/
6. Zhang, Shijian, Sodroski, Joseph. 2015. Efficient human immunodeficiency virus (HIV-1) infection of cells lacking PDZD8. In Virology, 481, 73-8. doi:10.1016/j.virol.2015.01.034. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25771112/
7. Liu, Jian, Wang, Hao, Xiao, Huimin, Liu, Yong, Huang, Liang. 2023. Predicting the prognosis in patients with sepsis by an endoplasmic reticulum stress gene signature. In Aging, 15, 13434-13451. doi:10.18632/aging.205252. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38011291/
8. Wu, Zhuolin, Zhao, Zilin, Li, Yang, Zhao, Yan, Yang, Xinyu. 2024. Identification of key genes and immune infiltration in peripheral blood biomarker analysis of delayed cerebral ischemia: Valproic acid as a potential therapeutic drug. In International immunopharmacology, 137, 112408. doi:10.1016/j.intimp.2024.112408. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38897129/