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研究人员发现代谢疾病的原因以可能的治疗方法

2019-09-02 54裸子植物银杏

由加州大学圣迭戈医学院的研究人员领导的一个国际科学家小组发现,受影响婴儿的眼睛和大脑发育受到严重干扰的一种情况与基因突变有关。

他们还提出了一种可能的治疗方法,包括简单的日常膳食补充剂。

研究人员发现代谢疾病的原因以可能的治疗方法

研究背景

糖尿病是一种先天性的糖基化(CDG)疾病,是一组先天性代谢错误导致不同器官系统,尤其是神经系统、肌肉和肠道功能严重、有时甚至致命的综合征。患有CDG的儿童和成人有不同程度的残疾,包括认知障碍和言语障碍、运动技能差、视力问题和类似中风的发作。CDG很少见,但对于大多数疾病,没有治疗方法。

在7月15日在线版的《细胞》杂志上,加州大学圣地亚哥分校的神经科学和儿科教授Joseph G. Gleeson博士,与阿拉伯联合酋长国大学儿科和病理学教授Lihadh Al-Gazali,和他的同事们发现基因SRD5A3负责所使用的合成的脂质细胞作为蛋白质糖基化的糖载体——一个复杂的,加糖或糖链修饰蛋白质的多部分过程。没有添加糖,蛋白质不会折叠或折叠不正确,导致功能障碍和疾病。

研究人员发现代谢疾病的原因以可能的治疗方法

研究内容

加州大学圣地亚哥分校的研究揭示了蛋白质糖基化中一个重要但神秘的酶反应的分子基础。“我们发现了长期寻找的聚prenol还原酶,几十年来一直被怀疑,”负责这项研究的霍华德休斯医学院研究员Gleeson说。“利用人类基因方法,我们不仅能够找到理解这类疾病的线索,还能解决一个基本的科学问题。”

翻译后,许多蛋白质被添加多糖(多糖或寡糖)修饰,这是必要的,以帮助他们履行其功能。这种修饰发生在一个特定的细胞间室——内质网的膜——在那里多糖在转移到蛋白质之前由脂质运输。

Dolichol是蛋白质糖基化过程中多糖的脂质载体;它的可用性对于完成修改过程至关重要,但合成或生产dolichol是不了解,尤其是当聚prenol,一种天然的长链醇,被还原成dolichol的最后一步。

加州大学圣地亚哥分校的博士后和研究合著者Vincent Cantagrel说:“细胞像卡车一样使用多里科尔将聚糖运送到目的地,但同时也作为构建聚糖的支持。”“这种转运过程中的缺陷导致糖基化过程效率较低。有些蛋白质会失去一些糖链,不能正常工作。”

在CDG病例中,SRD5A3基因的突变阻止了从聚prenol到dolichol的转化。格里森说:“这种突变是后天遗传的。“父母双方都必须传递一个变异的副本,这就是为什么你在美国看不到这么多。然而,在表亲结婚很普遍的中东,这些疾病要普遍得多。”

Gleeson说,找到了堵塞的原因,就有了一种可能的治疗方法。

“关键是要确定这种酶在生产吲哚酚中的作用。这是在我们的病人中被阻断的基本步骤,疾病就是结果。我们的想法是,如果你给这些病人服用多力克,就可能治愈这种疾病。这类似于给糖尿病患者注射胰岛素。这是一个简单的解决方案,但没有人想到。”

目前,人工生产的dolichol非常昂贵,主要是因为人们对它的需求并不大,但研究人员指出,这种化合物在一些植物中自然含量丰富,比如银杏或白果和菠菜。“银杏已经是许多化合物的来源,所以获得多力克可能只是萃取过程中的另一个步骤。在那之后,你可以开发一种药丸,病人可以服用作为他们饮食的补充。”

研究人员发现代谢疾病的原因以可能的治疗方法

动物模型测试

Gleeson和他的同事们正在用动物模型测试他们的想法。

虽然CDG病例很少见,但Gleeson和Cantagrel里尔表示,他们在糖基化过程中发现的聚丙烯醇-多力科尔阻断物具有更广泛的影响。

糖基化对所有组织和器官的正常生长和功能至关重要。Gleeson说:“如果我们观察糖基化过程中的其他步骤,我们有可能找到其他断点。”“我们或许能够治疗或治愈其他形式的CDG,或者使用这一途径的更常见的疾病,比如肝硬化,其中缺乏多力可。”

引用

University of California - San Diego. "Inherited glycosylation disorder: Researchers find cause of metabolic disease -- and possible cure." ScienceDaily. ScienceDaily, 15 July 2010.
www.sciencedaily.com/releases/2010/07/100715142439.htm.

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