ABCD2(ATP-binding cassette, sub-family D, member 2)基因编码的蛋白质是过氧化物酶体膜上的ATP结合盒转运蛋白。它属于ABCD家族,该家族成员参与过氧化物酶体的形成和功能,特别是在长链脂肪酸(VLCFA)的β-氧化过程中。ABCD2基因与ABCD1基因密切相关,后者是X连锁肾上腺脑白质营养不良(X-ALD)的致病基因。X-ALD是一种由ABCD1基因突变引起的神经退行性疾病,导致VLCFA在体内积累,进而损伤中枢神经系统的髓鞘。由于ABCD1和ABCD2在功能上具有部分冗余性,ABCD2基因的表达上调可以部分补偿ABCD1的缺陷,恢复VLCFA的β-氧化,从而成为X-ALD潜在的治疗靶点[1,2]。
研究发现,多种化合物和激素可以诱导ABCD2基因的表达。例如,苯丁酸和组蛋白去乙酰化酶抑制剂、纤维酸类药物、脱氢表雄酮、甲状腺激素及其类似物等,均能促进ABCD2基因的表达[1,2,4,5]。其中,甲状腺激素(T3)通过其受体TRβ在啮齿动物的肝脏中诱导Abcd2表达,并能在Abcd1基因敲除小鼠的成纤维细胞中暂时性地恢复正常水平的VLCFA[2]。此外,一些甲状腺激素类似物(如GC-1和CGS 23425)也能以剂量依赖性方式诱导ABCD2基因的表达,且这种诱导作用在X-ALD成纤维细胞中可以持续到10天,显示出其作为潜在治疗方法的潜力[2]。
除了甲状腺激素和类似物,胆固醇代谢物22S-羟基胆固醇也是一种ABCD2基因的表达诱导剂。研究发现,22S-羟基胆固醇作为一种LXR(肝脏X受体)拮抗剂,能够诱导ABCD2基因的表达,并且与氧化应激的降低相关[6]。此外,纤维酸类药物(如非诺贝特)也能诱导ABCD2基因的表达,但这种诱导作用依赖于过氧化物酶体增殖物激活受体α(PPARα)[5]。这表明ABCD2基因的表达可能受到多种信号通路的调控,包括甲状腺激素信号通路、胆固醇代谢途径和PPARα信号通路等。
除了在X-ALD中的作用,ABCD2基因还与其他疾病相关。例如,有研究发现,ABCD2基因在抑郁症患者中表达上调,并且在间质性膀胱炎(IC)和抑郁症共病中具有潜在的诊断价值[3]。此外,ABCD2基因在过氧化物酶体β-氧化缺陷相关的免疫功能障碍中也发挥重要作用。研究发现,过氧化物酶体β-氧化缺陷导致VLCFA积累,进而影响小胶质细胞的免疫反应,包括吞噬作用、炎症小体激活和炎症因子的释放等[7,8]。因此,ABCD2基因的表达调控可能对多种疾病的发病机制和治疗方法具有重要意义。
综上所述,ABCD2基因在X-ALD和其他疾病中发挥重要作用。多种化合物和激素可以诱导ABCD2基因的表达,这为X-ALD的治疗提供了新的思路和策略。此外,ABCD2基因还与其他疾病相关,如抑郁症、间质性膀胱炎和免疫功能障碍等。因此,深入研究ABCD2基因的表达调控机制和功能,有助于揭示相关疾病的发病机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
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2. Genin, Emmanuelle C, Gondcaille, Catherine, Trompier, Doriane, Savary, Stéphane. 2009. Induction of the adrenoleukodystrophy-related gene (ABCD2) by thyromimetics. In The Journal of steroid biochemistry and molecular biology, 116, 37-43. doi:10.1016/j.jsbmb.2009.04.006. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19406244/
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7. Tawbeh, Ali, Raas, Quentin, Tahri-Joutey, Mounia, Gondcaille, Catherine, Savary, Stéphane. 2023. Immune response of BV-2 microglial cells is impacted by peroxisomal beta-oxidation. In Frontiers in molecular neuroscience, 16, 1299314. doi:10.3389/fnmol.2023.1299314. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38164407/
8. Muneer, Zahid, Wiesinger, Christoph, Voigtländer, Till, Berger, Johannes, Forss-Petter, Sonja. 2014. Abcd2 is a strong modifier of the metabolic impairments in peritoneal macrophages of ABCD1-deficient mice. In PloS one, 9, e108655. doi:10.1371/journal.pone.0108655. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25255441/