Rimkla(ribosomal modification protein rimK-like family member A)是一种编码RNA修饰蛋白的基因,属于rimK-like家族。该家族的成员主要参与RNA的修饰过程,如N6-甲基腺苷(m6A)的生成。m6A是一种普遍存在于真核细胞RNA上的表观遗传修饰,参与调控RNA的稳定性和功能,影响基因表达和生物学过程。Rimkla在多种生物学过程中发挥作用,包括细胞代谢、神经系统和肿瘤发生。
Rimkla在调节葡萄糖和脂质代谢方面具有重要作用。研究发现,Rimkla在非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)患者的肝脏中表达降低。在肥胖小鼠中,肝脏特异性过表达Rimkla可以改善脂肪肝和血糖升高。相反,肝细胞特异性敲除Rimkla会加剧高脂饮食(HFD)诱导的葡萄糖/脂质代谢紊乱。Rimkla是一种新的蛋白激酶,可以磷酸化甜菜碱-同型半胱氨酸S-甲基转移酶1(BHMT1)的苏氨酸45(Thr45)位点。Thr45位点磷酸化后的BHMT1可以消除同型半胱氨酸(Hcy),抑制转录因子激活蛋白1(AP1)的活性及其对脂肪酸合酶(FASn)和CD36基因的转录诱导,从而抑制肝细胞中的脂质合成和摄取。Thr45位点突变为丙氨酸(T45A)会失活BHMT1,消除Rimkla对Hcy水平、AP1活性、FASn/CD36表达和脂质沉积的抑制作用。BHMT1过表达可以挽救Rimkla缺乏的肝细胞中的脂质代谢紊乱[1]。
Rimkla在神经系统中也发挥重要作用。研究发现,Rimkla基因敲除小鼠在短期新物体识别任务中表现出障碍。这表明,Rimkla可能参与记忆巩固过程,尤其是在新物体识别任务中。Rimkla编码的蛋白质NAAG合成酶II(NAAGS-II)在脑干和脊髓中最为丰富,在神经元中表达,而神经元是GABA能中间神经元的标志。除了降低开放场地活动外,成年Rimkla基因敲除小鼠在暗-光转换、视动行为、转轮和交替T迷宫等不同测试中的行为没有明显改变[2]。
Rimkla在遗传性疾病中也可能发挥作用。研究发现,在沙特阿拉伯的1000个家族中,有34%的家族存在致病或可能致病的基因变异,这些变异涉及279个基因,包括165个新变异。在这些变异中,Rimkla是75个候选基因之一,这些基因之前并未与人类表型相关联。如果这些新的候选疾病基因得到独立确认,外显子测序的诊断率将提高到83%,这表明大多数“阴性”临床外显子测序测试未解决的原因是解释而不是技术限制[3]。
Rimkla在糖尿病足溃疡(DFU)的发生发展中也可能发挥作用。研究发现,谷氨酰胺(Gln)代谢在糖尿病并发症中起着重要作用。Rimkla是20个与DFU相关的Gln代谢相关基因之一。此外,Rimkla与免疫细胞浸润状态相关。免疫浸润分析表明,在DFU中存在免疫异质性。此外,基于5个基因(R3HCC1、ZNF562、MFN1、DRAM1和PTGDS)构建的SVM模型在DFU诊断中表现出优异的性能[4]。
Rimkla编码的蛋白质NAAG合成酶II(NAAGS-II)除了合成N-乙酰天冬酰谷氨酸(NAAG)外,还可以合成N-乙酰天冬酰谷氨酰谷氨酸(NAAG(2))。NAAG(2)在哺乳动物神经系统中含量丰富,是一种非兴奋毒性谷氨酸转运形式和分子水泵。NAAG(2)在坐骨神经、脊髓和脑干中含量最高,与NAAGS-II的表达水平一致[5]。
综上所述,Rimkla是一种编码RNA修饰蛋白的基因,在多种生物学过程中发挥作用,包括细胞代谢、神经系统和肿瘤发生。Rimkla在调节葡萄糖和脂质代谢、神经系统和遗传性疾病中发挥重要作用。此外,Rimkla在糖尿病足溃疡的发生发展和NAAG代谢中也可能发挥作用。对Rimkla的研究有助于深入理解RNA表观遗传修饰的生物学功能和疾病发生机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Yan, Han, Liu, Wenjun, Xiang, Rui, Chi, Yujing, Yang, Jichun. 2024. Ribosomal modification protein rimK-like family member A activates betaine-homocysteine S-methyltransferase 1 to ameliorate hepatic steatosis. In Signal transduction and targeted therapy, 9, 214. doi:10.1038/s41392-024-01914-0. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39117631/
2. Becker, Ivonne, Wang-Eckhardt, Lihua, Lodder-Gadaczek, Julia, Grünewald, Agathe, Eckhardt, Matthias. 2021. Mice deficient in the NAAG synthetase II gene Rimkla are impaired in a novel object recognition task. In Journal of neurochemistry, 157, 2008-2023. doi:10.1111/jnc.15333. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33638175/
3. Monies, Dorota, Abouelhoda, Mohamed, AlSayed, Moeenaldeen, Meyer, Brian F, Alkuraya, Fowzan S. 2017. The landscape of genetic diseases in Saudi Arabia based on the first 1000 diagnostic panels and exomes. In Human genetics, 136, 921-939. doi:10.1007/s00439-017-1821-8. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28600779/
4. Shi, Hongshuo, Yuan, Xin, Yang, Xiao, Fan, Weijing, Liu, Guobin. 2024. A novel diabetic foot ulcer diagnostic model: identification and analysis of genes related to glutamine metabolism and immune infiltration. In BMC genomics, 25, 125. doi:10.1186/s12864-024-10038-2. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38287255/
5. Lodder-Gadaczek, Julia, Becker, Ivonne, Gieselmann, Volkmar, Wang-Eckhardt, Lihua, Eckhardt, Matthias. 2011. N-acetylaspartylglutamate synthetase II synthesizes N-acetylaspartylglutamylglutamate. In The Journal of biological chemistry, 286, 16693-706. doi:10.1074/jbc.M111.230136. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21454531/