Sardh,全称为sarcosine dehydrogenase,是一种在生物体内参与甘氨酸代谢的酶。甘氨酸是1-碳代谢途径中的一个关键中间体,而Sardh则是将甘氨酸的前体——肌氨酸转化为甘氨酸的酶。Sardh的活性对于维持体内甘氨酸的稳态至关重要,甘氨酸不仅参与蛋白质合成,还在一碳代谢中发挥重要作用,影响DNA合成、修复和甲基化等过程。Sardh的异常可能与多种疾病的发生发展相关。
多篇研究论文提供了关于Sardh基因及其功能的信息。例如,一篇研究报道了在6个家族中发现Sardh基因的突变与肌氨酸血症相关,这是一种罕见的代谢疾病,表现为血液和尿液中肌氨酸水平升高。这项研究首次证明了Sardh基因突变与肌氨酸血症之间的关联[2]。另一项研究则探讨了Sardh在肝细胞癌(HCC)中的预后价值。研究发现,与正常肝脏组织相比,HCC中Sardh的表达显著降低,且Sardh的低表达与更差的预后相关。此外,Sardh的表达与免疫浸润相关,表明其在肿瘤免疫微环境中可能发挥重要作用[1]。还有研究发现,Sardh的DNA甲基化状态可以作为肾细胞癌(RCC)的独立预后因素,低甲基化与较高的肿瘤分期和复发风险相关[3]。
此外,Sardh在肿瘤抑制中也扮演着重要角色。一项研究发现,Sardh在散发性结直肠癌中作为肿瘤抑制基因,其表达在转录和翻译水平上均降低。Sardh的过表达抑制了结直肠癌细胞系的增殖、迁移和侵袭,而其敲低则促进了这些过程。此外,Sardh的过表达与多个通路相关,特别是趋化因子通路,表明其在肿瘤免疫中的作用[4]。
除了在人类疾病中的作用,Sardh还与生物体的其他生物学过程相关。例如,一项研究发现,在果蝇中,蛋白质摄入通过调节Sardh的表达影响性信息素的合成,进而影响雄性的交配能力[5]。另一项研究则发现,限时喂养(TRF)通过上调Sardh等基因的表达,改善果蝇肥胖模型的肌肉功能,这表明Sardh在肌肉代谢中也发挥作用[6]。
最后,一项研究发现,在生理条件下,空间学习活动会刺激线粒体Sardh产生甲醛,而甲醛水平的升高可以促进空间记忆的形成。然而,高浓度的甲醛会通过交联NMDA受体的NR1和NR2B亚基,逐渐使NMDA受体失活,影响记忆功能[7]。
综上所述,Sardh是一种重要的酶,参与甘氨酸代谢和一碳代谢。Sardh的异常与多种疾病相关,包括肌氨酸血症、肝细胞癌、肾细胞癌和结直肠癌等。Sardh在肿瘤抑制、免疫浸润和肌肉代谢中也发挥着重要作用。此外,Sardh还与生物体的其他生物学过程相关,如性信息素的合成和记忆形成。未来的研究可以进一步探讨Sardh在疾病发生发展中的作用机制,以及其在疾病诊断、治疗和预防中的应用潜力。
参考文献:
1. Xie, Haixiang, Yang, Kejian, Qin, Chongjiu, Ye, Xinping, Peng, Tao. 2024. Sarcosine dehydrogenase as an immune infiltration-associated biomarker for the prognosis of hepatocellular carcinoma. In Journal of Cancer, 15, 149-165. doi:10.7150/jca.89616. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38164283/
2. Bar-joseph, Ifat, Pras, Elon, Reznik-Wolf, Haike, Garnotel, Roselyne, Anikster, Yair. 2012. Mutations in the sarcosine dehydrogenase gene in patients with sarcosinemia. In Human genetics, 131, 1805-10. doi:10.1007/s00439-012-1207-x. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22825317/
3. Mazdak, Mehrdad, Tezval, Hossein, Callauch, Janne Carmen, Kuczyk, Markus A, Serth, Jürgen. 2019. DNA methylation of sarcosine dehydrogenase (SARDH) loci as a prognosticator for renal cell carcinoma. In Oncology reports, 42, 2159-2168. doi:10.3892/or.2019.7305. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31545450/
4. He, Hongjuan, Chen, Erfei, Lei, Lei, Dong, Jing, Yang, Jin. 2019. Alteration of the tumor suppressor SARDH in sporadic colorectal cancer: A functional and transcriptome profiling-based study. In Molecular carcinogenesis, 58, 957-966. doi:10.1002/mc.22984. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30693981/
5. Gui, Shiyu, Yuval, Boaz, Engl, Tobias, Lu, Yongyue, Cheng, Daifeng. 2023. Protein feeding mediates sex pheromone biosynthesis in an insect. In eLife, 12, . doi:10.7554/eLife.83469. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36656757/
6. Livelo, Christopher, Guo, Yiming, Abou Daya, Farah, Panda, Satchidananda, Melkani, Girish C. 2023. Time-restricted feeding promotes muscle function through purine cycle and AMPK signaling in Drosophila obesity models. In Nature communications, 14, 949. doi:10.1038/s41467-023-36474-4. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36810287/
7. Ai, Li, Tan, Tao, Tang, Yonghe, Cai, Xiang, Tong, Zhiqian. 2019. Endogenous formaldehyde is a memory-related molecule in mice and humans. In Communications biology, 2, 446. doi:10.1038/s42003-019-0694-x. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31815201/