ABCB11基因,也称为ATP结合盒亚家族B成员11,编码胆盐输出泵(BSEP),这是一种主要的胆汁酸转运蛋白,负责将胆汁酸从肝细胞转运到胆管腔中。BSEP在胆汁酸代谢和胆汁形成中发挥着重要作用。胆汁酸是肝脏合成的一类脂质分子,对于脂质的消化吸收和胆固醇代谢至关重要。ABCB11基因的突变会导致胆汁酸转运障碍,从而引发一系列肝脏疾病,其中最常见的是进行性家族性肝内胆汁淤积症(PFIC)。
PFIC是一组罕见的遗传性疾病,主要表现为胆汁淤积和进行性肝损伤。PFIC2是PFIC的一种类型,由ABCB11基因突变引起。ABCB11基因突变导致BSEP功能受损或表达下调,导致胆汁酸在肝细胞内积聚,引发胆汁淤积和肝细胞损伤。PFIC2患者常表现为严重瘙痒、黄疸、脂肪泻等症状,并可能发展为肝硬化或肝衰竭。
研究表明,ABCB11基因突变在PFIC2患者中起着重要作用。Liu等人对24例中国儿童进行研究发现,在7名患者中检测到12个新的ABCB11基因突变,包括3个无义突变、6个错义突变、2个剪接突变和1个内含子突变[1]。这些突变导致BSEP功能受损或表达下调,从而引发PFIC2。此外,Gan等人研究发现,在443例原发性肝内结石(PIS)患者中,ABCB11基因的两个突变与PIS的发生相关,其中一个错义突变导致BSEP表达下调,另一个同义突变导致BSEP分布减少[3]。这些研究结果表明,ABCB11基因突变不仅与PFIC2相关,还与PIS的发生相关。
为了深入了解ABCB11基因突变对BSEP功能的影响,研究人员进行了分子建模和评估。Zarenezhad等人利用分子建模技术,对ABCB11基因的罕见密码子进行了评估,发现突变导致蛋白质折叠速率改变,进而影响BSEP的功能[2]。此外,Vats等人利用CRISPR-Cas9基因编辑技术,将ABCB11基因插入到基因组安全区域AAVS1位点,发现插入过程中需要去除一个Pribnow-Schaller Box,以避免对宿主细胞造成毒性[4]。这些研究结果为理解ABCB11基因突变对BSEP功能的影响提供了重要线索。
近年来,随着基因测序技术的发展,越来越多的ABCB11基因突变被发现。Riaz等人对66名巴基斯坦儿童进行研究发现,在ABCB11基因中检测到20个变异,其中7个是新的候选变异[5]。这些变异包括11个错义突变、2个移码突变、2个无义突变和5个剪接突变。其中,4个错义突变具有高致病性评分,表明它们可能导致PFIC2的发生。这些研究结果表明,ABCB11基因突变具有多样性,并且在不同人群中存在差异。
综上所述,ABCB11基因编码胆盐输出泵(BSEP),在胆汁酸代谢和胆汁形成中发挥着重要作用。ABCB11基因突变导致BSEP功能受损或表达下调,引发PFIC2和PIS等肝脏疾病。研究表明,ABCB11基因突变具有多样性,并且在不同人群中存在差异。深入研究ABCB11基因突变对BSEP功能的影响,有助于理解PFIC2和PIS等肝脏疾病的发病机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Liu, Li-Yan, Wang, Zhong-Lin, Wang, Xiao-Hong, Zhu, Qi-Rong, Wang, Jian-She. 2009. ABCB11 gene mutations in Chinese children with progressive intrahepatic cholestasis and low gamma glutamyltransferase. In Liver international : official journal of the International Association for the Study of the Liver, 30, 809-15. doi:10.1111/j.1478-3231.2009.02112.x. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19845854/
2. M, Zarenezhad, S M, Dehghani, F, Ejtehadi, M, Mortazavi, S M B, Tabei. 2019. Molecular Modelling and Evaluation of Hidden Information in ABCB11 Gene Mutations. In Journal of biomedical physics & engineering, 9, 303-316. doi:10.31661/jbpe.v9i3Jun.680. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31341876/
3. Gan, Lang, Pan, Shuguang, Cui, Jinchi, Jiang, Peng, He, Yu. 2018. Functional analysis of the correlation between ABCB11 gene mutation and primary intrahepatic stone. In Molecular medicine reports, 19, 195-204. doi:10.3892/mmr.2018.9661. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30431138/
4. Vats, Nisha, Sanal, Madhusudana Girija, Venugopal, Senthil Kumar, Taneja, Pankaj, Sarin, Shiv Kumar. 2020. Cloning of human ABCB11 gene in E. coli required the removal of an intragenic Pribnow-Schaller Box before it's Insertion into genomic safe harbor AAVS1 site using CRISPR-Cas9. In F1000Research, 9, 1498. doi:10.12688/f1000research.26659.1. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33868646/
5. Riaz, Hafsa, Zheng, Bixia, Zheng, Yucan, Zhang, Da-Wei, Zahoor, Muhammad Yasir. 2024. The spectrum of novel ABCB11 gene variations in children with progressive familial intrahepatic cholestasis type 2 in Pakistani cohorts. In Scientific reports, 14, 18876. doi:10.1038/s41598-024-59945-0. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39143102/