ATG16L1,也称为Autophagy-related 16-like 1,是一种在自噬过程中发挥核心作用的基因。自噬是一种细胞内的分解代谢过程,通过形成自噬体来降解细胞内的蛋白质和细胞器,维持细胞内环境稳定和细胞功能。ATG16L1在自噬体形成过程中负责组装自噬相关蛋白,这些蛋白在自噬体的双层膜结构中起着关键作用。ATG16L1基因突变与多种疾病的发生发展密切相关,包括炎症性肠病、糖尿病、心血管疾病和癌症等。
在炎症性肠病中,ATG16L1基因突变与克罗恩病(CD)的易感性增加相关。研究发现,ATG16L1基因中的一个单核苷酸多态性(T300A)导致ATG16L1蛋白对细胞凋亡酶3的切割敏感性增加,进而影响肠道上皮细胞的自噬功能,导致肠道屏障功能受损和炎症反应加剧[3]。此外,ATG16L1基因的缺失或低表达也会导致肠道菌群失调,进一步加剧炎症性肠病的发病风险[2]。
在糖尿病中,ATG16L1基因的表达水平与糖尿病视网膜病变的发生发展密切相关。研究发现,ATG16L1基因的表达在糖尿病视网膜病变患者中显著上调,提示ATG16L1可能参与糖尿病视网膜病变的发生机制。ATG16L1基因的缺失或低表达会导致细胞内自噬功能受损,进而导致细胞内蛋白质和细胞器积累,加剧糖尿病视网膜病变的病理进程[4]。
在心血管疾病中,ATG16L1基因的表达水平与动脉粥样硬化的发生发展密切相关。研究发现,ATG16L1基因的表达在动脉粥样硬化患者中显著下调,提示ATG16L1可能参与动脉粥样硬化的发生机制。ATG16L1基因的缺失或低表达会导致细胞内自噬功能受损,进而导致细胞内蛋白质和细胞器积累,加剧动脉粥样硬化的病理进程[1]。
在癌症中,ATG16L1基因的表达水平与肿瘤的发生发展密切相关。研究发现,ATG16L1基因的表达在结直肠癌患者中显著上调,提示ATG16L1可能参与结直肠癌的发生机制。ATG16L1基因的缺失或低表达会导致细胞内自噬功能受损,进而导致细胞内蛋白质和细胞器积累,加剧结直肠癌的病理进程[1]。此外,ATG16L1基因的表达还与结直肠癌患者的免疫治疗效果密切相关,高表达ATG16L1基因的肿瘤细胞对免疫治疗抵抗性更强[1]。
综上所述,ATG16L1基因在自噬过程中发挥重要作用,其表达水平与多种疾病的发生发展密切相关。深入研究ATG16L1基因的功能和调控机制,有助于揭示自噬在疾病发生发展中的作用机制,为疾病的诊断、治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Taraborrelli, Lucia, Şenbabaoğlu, Yasin, Wang, Lifen, West, Nathaniel R, Murthy, Aditya. 2023. Tumor-intrinsic expression of the autophagy gene Atg16l1 suppresses anti-tumor immunity in colorectal cancer. In Nature communications, 14, 5945. doi:10.1038/s41467-023-41618-7. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37741832/
2. Larabi, Anaïs, Barnich, Nicolas, Nguyen, Hang Thi Thu. 2019. New insights into the interplay between autophagy, gut microbiota and inflammatory responses in IBD. In Autophagy, 16, 38-51. doi:10.1080/15548627.2019.1635384. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31286804/
3. Chesney, Kari L, Men, Hongsheng, Hankins, Miriam A, Bryda, Elizabeth C. 2021. The Atg16l1 gene: characterization of wild type, knock-in, and knock-out phenotypes in rats. In Physiological genomics, 53, 269-281. doi:10.1152/physiolgenomics.00114.2020. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33818130/
4. Gao, Xinxiao, Du, Yunhui, Lau, Wayne Bond, Zhu, Siquan, Ma, Xin-Liang. 2021. Atg16L1 as a Novel Biomarker and Autophagy Gene for Diabetic Retinopathy. In Journal of diabetes research, 2021, 5398645. doi:10.1155/2021/5398645. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33791389/