A4GALT基因编码的蛋白质是α-1,4-半乳糖基转移酶,也被称为Gb3/CD77合成酶或P1/Pk合成酶。该酶在红细胞的糖基化过程中起重要作用,将半乳糖从尿苷二磷酸-半乳糖转移到乳糖基神经酰胺上,从而形成Pk抗原(Gb3)。此外,A4GALT还通过向副乳糖基上添加末端半乳糖来合成P1抗原。A4GALT的表达水平在P1和P2红血细胞中有所不同,这种差异与P1/P2血型系统的形成有关[4]。
A4GALT基因的突变与某些疾病的发生有关。例如,Fabry病是一种溶酶体储存障碍,由α-半乳糖苷酶A(α-GalA)的缺乏引起。α-GalA是A4GALT酶的底物,其缺乏导致有毒代谢物如Gb3和lysoGb3的积累,进而引发组织损伤和器官衰竭。目前,Fabry病的治疗主要包括酶替代疗法(ERT)、药物伴侣疗法(PCT)和基因/RNA疗法。基因疗法目前正在研究中,而底物减少疗法(SRT)和新型PCTs仍在调查中[1]。
此外,A4GALT基因的变异与P血型系统的罕见表型有关。例如,一些研究报道了A4GALT基因的变异与P表型缺失有关,这是一种罕见的血型表型,患者血液中缺乏P抗原。这些变异可能导致A4GALT酶的功能丧失,从而影响P抗原的合成[2,3]。
另外,A4GALT基因的变异还与肾细胞癌的发生有关。研究表明,A4GALT基因敲除小鼠对来自肾细胞癌的糖鞘脂进行免疫后,产生了针对肾细胞癌细胞表面特异性表达的globos系列糖鞘脂的单克隆抗体。这些抗体可能对肾细胞癌的治疗具有应用价值[5]。
综上所述,A4GALT基因编码的蛋白质在红细胞的糖基化过程中起重要作用,并参与P血型系统的形成。A4GALT基因的突变与某些疾病的发生有关,包括Fabry病、P血型系统缺失和肾细胞癌。对A4GALT基因的研究有助于深入理解其在生物学过程中的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. Kok, Ken, Zwiers, Kimberley C, Boot, Rolf G, Aerts, Johannes M F G, Artola, Marta. 2021. Fabry Disease: Molecular Basis, Pathophysiology, Diagnostics and Potential Therapeutic Directions. In Biomolecules, 11, . doi:10.3390/biom11020271. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33673160/
2. Chen, Qing, Xiao, Jianyu, Duan, Zhimin, Huang, Chengyin, Li, Min. 2020. Novel A4GALT gene variation with rare p phenotype in a compound heterozygous Chinese individual. In Transfusion, 61, E5-E6. doi:10.1111/trf.16163. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33111355/
3. Shastry, Shamee, Satyamoorthy, Kapaettu, Acharya, Kiran V, Reghunathan, Dinesh, Joshi, Manjunath B. 2019. Deletion in the A4GALT Gene Associated with Rare "P null" Phenotype: The First Report from India. In Transfusion medicine and hemotherapy : offizielles Organ der Deutschen Gesellschaft fur Transfusionsmedizin und Immunhamatologie, 47, 186-189. doi:10.1159/000501916. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32355479/
4. Lai, Yin-Ju, Wu, Wan-Yi, Yang, Chen-Ming, Lin, Marie, Yu, Lung-Chih. 2014. A systematic study of single-nucleotide polymorphisms in the A4GALT gene suggests a molecular genetic basis for the P1/P2 blood groups. In Transfusion, 54, 3222-31. doi:10.1111/trf.12771. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25041587/
5. Ando, Reiko, Tokuda, Noriyo, Yamamoto, Tokunori, Goto, Momokazu, Furukawa, Koichi. 2016. Immunization of A4galt-deficient mice with glycosphingolipids from renal cell cancers resulted in the generation of anti-sulfoglycolipid monoclonal antibodies. In Glycoconjugate journal, 33, 169-80. doi:10.1007/s10719-016-9654-6. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26883028/