SUGCT(C7orf10)基因编码一种位于线粒体内的酶,负责将戊二酸转化为戊二酰辅酶A,参与色氨酸和赖氨酸的代谢途径。尽管在人类中,SUGCT基因的突变会导致戊二酸尿症Ⅲ型,患者尿液中戊二酸水平升高,但通常不会出现明显的症状。为了研究SUGCT基因的功能及其在疾病发生中的作用,研究人员构建了Sugct基因敲除小鼠模型,并发现这些小鼠出现了肾脏脂质和酰基肉碱代谢失衡,以及肠道微生物群的改变。此外,研究人员还发现Sugct基因敲除小鼠在高赖氨酸饮食条件下,肾脏病变会加剧,并伴随着肝脏脂肪积累和脂肪细胞中出现“冠状”结构。这些发现表明,SUGCT基因功能的缺失可能导致肠道微生物群失调,进而引起肾脏、肝脏和脂肪组织中与年龄相关的病理变化,并可能导致肥胖相关的代谢综合征表型[1]。
人类长链非编码RNA(lncRNA)SUGCT-AS1在巨噬细胞中表达,并参与调节巨噬细胞的炎症反应。研究人员发现,SUGCT-AS1在M1型巨噬细胞中被上调,并直接与hnRNPU结合,调节其核-细胞质转运。hnRNPU的转运改变影响了MALT1剪接异构体的比例,进而影响NF-κB信号通路。因此,SUGCT-AS1通过hnRNPU/MALT1轴调控巨噬细胞的炎症反应[2]。
戊二酸尿症Ⅲ型是一种罕见的代谢性疾病,通常由SUGCT基因的突变引起。患者尿液中戊二酸水平升高,但通常没有明显的症状。然而,一些患者可能会出现神经系统或皮肤异常,例如肌张力低下、生长迟缓、小头畸形、皮肤异常和毛发脆性。此外,戊二酸尿症Ⅲ型还可能与肝脏、肾脏和脂肪组织中与年龄相关的病理变化有关[3,4]。
戊二酸尿症Ⅲ型是一种罕见的代谢性疾病,通常由SUGCT基因的突变引起。患者尿液中戊二酸水平升高,但通常没有明显的症状。然而,一些患者可能会出现神经系统或皮肤异常,例如肌张力低下、生长迟缓、小头畸形、皮肤异常和毛发脆性。此外,戊二酸尿症Ⅲ型还可能与肝脏、肾脏和脂肪组织中与年龄相关的病理变化有关[3,4]。
非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)是一种常见的肝病,其发病机制与基因组的三维结构和基因组变异有关。研究人员通过对正常和NAFLD小鼠肝脏进行Hi-C、Nanopore测序和RNA测序分析,发现NAFLD小鼠基因组的三维结构和基因组变异与正常小鼠存在差异。这些差异与基因表达的失调有关,并可能参与NAFLD的发病机制[5]。
前列腺癌是一种具有遗传易感性的恶性肿瘤,遗传变异在前列腺癌的发生发展中发挥重要作用。研究人员通过对中国前列腺癌患者进行全外显子测序,发现了12个新的非DNA损伤修复(DDR)基因,包括SUGCT基因。这些基因的突变可能增加个体患前列腺癌的风险[6]。
蛛网膜下腔出血(SAH)是一种严重的脑血管疾病,血管痉挛是其常见的并发症之一。研究人员通过对SAH患者进行全基因组甲基化分析,发现SUGCT基因启动子区的CpG位点cg26189827在血管痉挛患者中发生高甲基化。这表明SUGCT基因的甲基化状态可能与血管痉挛的发生有关[7]。
综上所述,SUGCT基因在戊二酸代谢和肠道微生物群调节中发挥重要作用,其功能缺失可能与戊二酸尿症Ⅲ型和肥胖相关的代谢综合征有关。此外,SUGCT基因还可能参与调节巨噬细胞的炎症反应、非酒精性脂肪性肝病、前列腺癌和蛛网膜下腔出血等疾病的发生发展。这些发现为深入理解SUGCT基因的功能和疾病发生机制提供了新的思路,并为疾病的治疗和预防提供了潜在靶点。
参考文献:
1. Niska-Blakie, Joanna, Gopinathan, Lakshmi, Low, Kia Ngee, Maurer-Stroh, Sebastian, Kaldis, Philipp. 2019. Knockout of the non-essential gene SUGCT creates diet-linked, age-related microbiome disbalance with a diabetes-like metabolic syndrome phenotype. In Cellular and molecular life sciences : CMLS, 77, 3423-3439. doi:10.1007/s00018-019-03359-z. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31722069/
2. Lim, Yeong-Hwan, Yoon, Gwangho, Ryu, Yeongseo, Kook, Hyun, Kim, Young-Kook. 2023. Human lncRNA SUGCT-AS1 Regulates the Proinflammatory Response of Macrophage. In International journal of molecular sciences, 24, . doi:10.3390/ijms241713315. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37686120/
3. Demir, Engin, Doğulu, Neslihan, Tuna Kırsaçlıoğlu, Ceyda, Kuloğlu, Zarife, Kansu, Aydan. 2022. A Rare Contiguous Gene Deletion Leading to Trichothiodystrophy Type 4 and Glutaric Aciduria Type 3. In Molecular syndromology, 14, 136-142. doi:10.1159/000526393. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37064336/
4. La Serna-Infantes, Jorge, Pastor, Miguel Chávez, Trubnykova, Milana, Sotomayor, Flor Vásquez, Barriga, Hugo Abarca. 2018. Novel contiguous gene deletion in peruvian girl with Trichothiodystrophy type 4 and glutaric aciduria type 3. In European journal of medical genetics, 61, 388-392. doi:10.1016/j.ejmg.2018.02.004. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29421601/
5. Xu, Lina, Yin, Lianhong, Qi, Yan, Gao, Meng, Peng, Jinyong. 2021. 3D disorganization and rearrangement of genome provide insights into pathogenesis of NAFLD by integrated Hi-C, Nanopore, and RNA sequencing. In Acta pharmaceutica Sinica. B, 11, 3150-3164. doi:10.1016/j.apsb.2021.03.022. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34729306/
6. Liang, Yonghao, Chiu, Peter Ka-Fung, Zhu, Yao, Tsui, Stephen Kwok-Wing, Ng, Chi-Fai. 2022. Whole-exome sequencing reveals a comprehensive germline mutation landscape and identifies twelve novel predisposition genes in Chinese prostate cancer patients. In PLoS genetics, 18, e1010373. doi:10.1371/journal.pgen.1010373. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36095024/
7. Fernández-Pérez, Isabel, Jiménez-Balado, Joan, Macias-Gómez, Adrià, Ois, Angel, Cuadrado-Godia, Elisa. 2024. Blood DNA Methylation Analysis Reveals a Distinctive Epigenetic Signature of Vasospasm in Aneurysmal Subarachnoid Hemorrhage. In Translational stroke research, , . doi:10.1007/s12975-024-01252-x. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38649590/