基因A4gnt(也称为α1,4-N-乙酰氨基葡萄糖转移酶)在生物医学领域中扮演着重要的角色,尤其是在胃黏膜的生理和病理过程中。A4gnt是负责在O-糖链中添加α1,4-N-乙酰氨基葡萄糖(αGlcNAc)的酶,这种修饰对胃黏膜的防御功能至关重要。在胃腺癌中,A4gnt的缺失导致αGlcNAc的缺乏,进而影响胃黏膜的防御机制,导致胃腺癌的发生。此外,A4gnt还与幽门螺杆菌感染和胃癌风险相关,遗传变异可能与幽门螺杆菌感染相关,但与胃癌风险无关。
研究显示,A4gnt/Chst4双基因敲除小鼠的胃黏膜缺乏硫酸黏蛋白,但仍然发展成胃腺癌。然而,这些小鼠在3周大时就出现了严重的胃溃疡,随着年龄的增长,这些病变伴随着深部囊性胃炎(GCP)的发生。与仅显示增生的年龄匹配的A4gnt敲除小鼠相比,5周大的A4gnt/Chst4双基因敲除小鼠的胃黏膜中Cxcl1、Cxcl5、Ccl2和Cxcr2的转录水平显著上调。然而,这些基因的上调在50周大的A4gnt/Chst4双基因敲除小鼠中消失,这些小鼠显示出高级别不典型增生/腺癌和GCP。此外,与仅显示腺癌的年龄匹配的A4gnt敲除小鼠相比,A4gnt/Chst4双基因敲除小鼠中的Cxcl1和Cxcr2的表达下调[1]。
另一项研究显示,口服添加Euglena gracilis和其储备多糖paramylon可以减少A4gnt敲除小鼠中胃黏膜的炎症反应。这些小鼠是自发发展成胃腺癌的突变小鼠模型,通过口服添加Euglena和paramylon,研究人员观察到了这些物质对A4gnt敲除小鼠早期病变的影响。研究发现,Euglena和paramylon的添加可以减少胃黏膜中的炎症细胞浸润,并下调炎症相关基因的表达。这些结果表明,Euglena和paramylon可能通过影响胃黏膜的炎症反应来改善A4gnt敲除小鼠的早期病变[2]。
此外,研究还发现,胃腺黏蛋白在预防小鼠的胃癌中起着关键作用。缺乏αGlcNAc表达的小鼠自发发展成胃腺癌,这表明αGlcNAc在抑制幽门螺杆菌感染和抑制肿瘤促进炎症方面发挥着重要作用。这些结果进一步证明了αGlcNAc-终止的胃腺黏蛋白在预防胃癌中的双重作用[3]。
综上所述,基因A4gnt在胃黏膜的生理和病理过程中发挥着重要作用。A4gnt的缺失导致胃黏膜防御机制的破坏,从而促进胃腺癌的发生。此外,A4gnt还与幽门螺杆菌感染和胃癌风险相关。进一步研究A4gnt的功能和作用机制有助于深入理解胃黏膜的生理和病理过程,为胃癌的预防和治疗提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Kawakubo, Masatomo, Komura, Hitomi, Goso, Yukinobu, Fukuda, Minoru, Nakayama, Jun. 2019. Analysis of A4gnt Knockout Mice Reveals an Essential Role for Gastric Sulfomucins in Preventing Gastritis Cystica Profunda. In The journal of histochemistry and cytochemistry : official journal of the Histochemistry Society, 67, 759-770. doi:10.1369/0022155419860134. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31246144/
2. Iida, Masataka, Desamero, Mark Joseph, Yasuda, Kosuke, Kakuta, Shigeru, Hirayama, Kazuhiro. 2021. Effects of orally administered Euglena gracilis and its reserve polysaccharide, paramylon, on gastric dysplasia in A4gnt knockout mice. In Scientific reports, 11, 13640. doi:10.1038/s41598-021-92013-5. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34210998/
3. Karasawa, Fumitoshi, Shiota, Akira, Goso, Yukinobu, Ishihara, Kazuhiko, Nakayama, Jun. 2012. Essential role of gastric gland mucin in preventing gastric cancer in mice. In The Journal of clinical investigation, 122, 923-34. doi:10.1172/JCI59087. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22307328/