TMEM43,即跨膜蛋白43,是一种广泛表达的蛋白质,编码一种含有四个跨膜结构域的蛋白质。该基因在多种生物学过程中发挥作用,包括细胞骨架组织、信号转导和细胞膜稳定性。近年来,TMEM43与多种疾病的发生和发展密切相关,包括心律失常性心肌病、肌萎缩侧索硬化症和某些类型的肌肉萎缩症等。
心律失常性心肌病(ACM)是一种遗传性心脏病,主要表现为心肌细胞丧失和纤维脂肪组织替代,导致致命性室性心律失常和猝死。TMEM43基因中的某些突变,特别是S358L突变,已被证明与ACM的发生密切相关。这些突变导致TMEM43蛋白发生结构改变,进而影响其在细胞内的定位和功能。研究发现,突变型TMEM43蛋白在细胞核膜中积累,并导致内质网应激和细胞内钙稳态失衡,从而引发心肌细胞损伤和死亡[1]。
除了ACM,TMEM43还与肌萎缩侧索硬化症(EDMD)的发生有关。EDMD是一种罕见的肌肉萎缩症,主要表现为肌肉无力、早期挛缩和心脏传导异常。研究发现,TMEM43基因突变导致其编码的蛋白质功能异常,进而影响细胞骨架组织和信号转导,导致肌肉细胞损伤和死亡[2]。
此外,TMEM43还与扩张型心肌病(DCM)的发生有关。DCM是一种心肌病,主要表现为左心室收缩功能不全和扩张。研究发现,TMEM43基因突变导致其编码的蛋白质功能异常,进而影响心肌细胞的生长和发育,导致心肌细胞损伤和死亡[3]。
为了进一步研究TMEM43的功能和作用机制,研究人员构建了多种动物模型,包括小鼠、大鼠和斑马鱼。这些模型被用于研究TMEM43在心脏发育、功能和疾病发生中的作用。研究发现,TMEM43基因突变导致心脏结构和功能异常,包括心肌细胞肥大、纤维化和心律失常等[4,6]。
此外,TMEM43还与听觉神经病谱系障碍(ANSD)的发生有关。ANSD是一种遗传性听力障碍,主要表现为听力下降和言语识别困难。研究发现,TMEM43基因突变导致其编码的蛋白质功能异常,进而影响听觉神经细胞的功能,导致听力下降和言语识别困难[5]。
综上所述,TMEM43是一种重要的蛋白质,参与调控细胞骨架组织、信号转导和细胞膜稳定性。TMEM43基因突变与多种疾病的发生和发展密切相关,包括心律失常性心肌病、肌萎缩侧索硬化症、扩张型心肌病和听觉神经病谱系障碍等。这些研究为进一步理解TMEM43的生物学功能和疾病发生机制提供了重要的理论基础,为疾病的治疗和预防提供了新的思路和策略。
参考文献:
1. Shinomiya, Haruki, Kato, Hisakazu, Kuramoto, Yuki, Sakata, Yasushi, Asano, Yoshihiro. . Aberrant accumulation of TMEM43 accompanied by perturbed transmural gene expression in arrhythmogenic cardiomyopathy. In FASEB journal : official publication of the Federation of American Societies for Experimental Biology, 35, e21994. doi:10.1096/fj.202100800R. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34674311/
2. Heller, Scott A, Shih, Renata, Kalra, Raghav, Kang, Peter B. 2019. Emery-Dreifuss muscular dystrophy. In Muscle & nerve, 61, 436-448. doi:10.1002/mus.26782. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31840275/
3. Orphanou, Nicoletta, Papatheodorou, Efstathios, Anastasakis, Aris. 2021. Dilated cardiomyopathy in the era of precision medicine: latest concepts and developments. In Heart failure reviews, 27, 1173-1191. doi:10.1007/s10741-021-10139-0. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34263412/
4. Gu, Qingqing, Xu, Fuyi, Orgil, Buyan-Ochir, Purevjav, Enkhsaikhan, Lu, Lu. 2021. Systems genetics analysis defines importance of TMEM43/LUMA for cardiac- and metabolic-related pathways. In Physiological genomics, 54, 22-35. doi:10.1152/physiolgenomics.00066.2021. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34766515/
5. Jang, Minwoo Wendy, Oh, Doo-Yi, Yi, Eunyoung, Lee, C Justin, Choi, Byung Yoon. . A nonsense TMEM43 variant leads to disruption of connexin-linked function and autosomal dominant auditory neuropathy spectrum disorder. In Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 118, . doi:10.1073/pnas.2019681118. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34050020/
6. Zink, Miriam, Seewald, Anne, Rohrbach, Mareike, Childs, Sarah J, Gerull, Brenda. 2022. Altered Expression of TMEM43 Causes Abnormal Cardiac Structure and Function in Zebrafish. In International journal of molecular sciences, 23, . doi:10.3390/ijms23179530. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36076925/