脂肪運(yùn)輸缺陷導(dǎo)致兒童罕見代謝危機(jī)-肽度TIMEDOO

西班牙巴塞羅那基因組研究中心(CRG)的研究人員近日在《細(xì)胞生物學(xué)雜志》上發(fā)表了一項(xiàng)重要研究,揭示了一種罕見且嚴(yán)重的遺傳性疾病——TANGO2缺乏癥(TDD)相關(guān)蛋白的作用機(jī)制。該發(fā)現(xiàn)為理解細(xì)胞如何在嚴(yán)重的代謝危機(jī)中滿足能量需求提供了新線索,并可能為TDD的治療以及其他涉及脂肪代謝異常的疾病研究開辟了新的方向。

TANGO2基因最早由CRG的研究團(tuán)隊(duì)在2006年發(fā)現(xiàn),當(dāng)時(shí)他們并未意識(shí)到該基因與一種威脅生命的兒童疾病有關(guān)。2016年,研究人員發(fā)現(xiàn)TANGO2基因的突變與TANGO2缺乏癥的發(fā)生密切相關(guān),這種疾病如今已被正式認(rèn)定為TANGO2缺乏癥(TDD)。

目前,全球約有110名已知的TDD患者,但估計(jì)全球未診斷的患者總數(shù)可能達(dá)到6000到9000人。

通常,當(dāng)身體能量需求增加時(shí),細(xì)胞會(huì)首先消耗碳水化合物儲(chǔ)備,隨后轉(zhuǎn)向脂肪以供能。這對(duì)于心臟來說尤為重要,因?yàn)樾呐K大約60%到90%的能量來源于線粒體內(nèi)脂肪的代謝。
然而,TANGO2缺乏癥患者在應(yīng)對(duì)身體能量需求時(shí)存在障礙,導(dǎo)致生命威脅性的代謝危機(jī)。這些危機(jī)通常表現(xiàn)為突發(fā)性低血糖、肌肉崩解(橫紋肌溶解)以及潛在致命的心律失常。這些危機(jī)會(huì)在身體承受劇烈壓力時(shí)發(fā)生,如高燒、病毒感染或錯(cuò)過進(jìn)餐等情況。

盡管TDD的罕見性意味著大多數(shù)醫(yī)生一生中不會(huì)親眼見到此類病例,但其后果極為嚴(yán)重,許多家庭依賴于醫(yī)院內(nèi)的高警戒干預(yù)措施,如葡萄糖靜脈注射等治療手段。
“許多家庭只有在孩子發(fā)生重大事件后才得知他們的孩子患有TANGO2缺乏癥?!盜CREA研究員、該項(xiàng)研究的高級(jí)作者Vivek Malhotra教授表示,“有時(shí),一切看起來都很正常。但一旦處于能量需求較高的情況下,這些孩子的肌肉和心臟就無法跟上身體的需求。”

過去十年,Malhotra團(tuán)隊(duì)一直在深入探索TANGO2在分子層面的作用,及其失調(diào)為何會(huì)引發(fā)生命威脅性的癥狀。研究人員最近發(fā)現(xiàn),TANGO2蛋白位于線粒體中,表明它在能量產(chǎn)生過程中扮演了重要角色。同時(shí),他們還發(fā)現(xiàn),TANGO2缺乏癥患者的細(xì)胞內(nèi)脂肪滴積累增多,并且產(chǎn)生過量的活性氧,導(dǎo)致脂肪無法正常利用。

在最新的研究中,研究人員發(fā)現(xiàn)TANGO2直接與一種重要的脂肪分子——酰基輔酶A(acyl-CoA)結(jié)合,像穿梭者一樣在細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸它們。研究人員通過標(biāo)記TANGO2并使用熒光標(biāo)記來追蹤其在活細(xì)胞中的運(yùn)動(dòng),成功揭示了這一過程。

這一發(fā)現(xiàn)為理解TDD患者為何會(huì)發(fā)生代謝危機(jī)提供了新的線索?!癟ANGO2抓取脂肪并將其準(zhǔn)備好以供燃燒,但TDD患者的細(xì)胞在這一過程中存在缺陷,因此它們無法獲取足夠的脂肪供能。”該研究的首席作者、CRG的醫(yī)學(xué)博士兼博士后研究員Agustin Lujan博士表示。

目前,TDD的少數(shù)現(xiàn)有治療方法之一是給予患者大量的維生素B5,這是一種已知能生成輔酶A的必需營(yíng)養(yǎng)素。Lujan博士表示:“我們?nèi)匀徊磺宄槭裁淳S生素B5能幫助部分患者避免代謝危機(jī),但它可能是在補(bǔ)充TANGO2通常支持的部分能量途徑?!?/p>

盡管TANGO2缺乏癥非常罕見,但脂肪如何在細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸以滿足高能需求的這一科學(xué)原理,可能對(duì)更廣泛的疾病研究具有重要意義。“這有助于我們理解心臟病或肌肉疾病的發(fā)病機(jī)制。”Malhotra博士說,“數(shù)百萬人的心臟問題或脂肪代謝異常,其基礎(chǔ)化學(xué)機(jī)制并沒有本質(zhì)區(qū)別。罕見病的生物學(xué)研究能夠幫助我們深入理解人類健康?!?/p>

研究團(tuán)隊(duì)希望進(jìn)一步探明TANGO2如何與?;o酶A結(jié)合,以及它是否將這些脂肪傳遞給線粒體內(nèi)的特定酶。此外,他們還將研究TANGO2是否會(huì)在細(xì)胞的不同部分之間往返移動(dòng),尤其是在壓力條件下。

從實(shí)際應(yīng)用角度來看,這些新發(fā)現(xiàn)有望為未來的治療方法提供理論基礎(chǔ),或至少幫助醫(yī)生更早發(fā)現(xiàn)TANGO2缺乏癥的早期預(yù)警信號(hào)。“我們?cè)绞墙沂痉肿訖C(jī)制,就越有可能開發(fā)出有針對(duì)性的治療方法。”該研究的共同作者、CRG的科學(xué)家Ombretta Foresti博士表示?!跋Mㄟ^更深入的了解,我們能為面臨這一疾病的家庭提供更多幫助,而不僅僅是緊急處理。”

這一研究的取得,離不開全球科學(xué)家、醫(yī)生與患者協(xié)會(huì)的緊密合作。例如,TANGO2研究基金會(huì)就為研究提供了來自患者的生物樣本數(shù)據(jù)支持。

對(duì)于受此病困擾的家庭來說,任何進(jìn)展都是令人鼓舞的?!懊恳粋€(gè)新的發(fā)現(xiàn)和見解,都讓我們離最終目標(biāo)更近了一步。”TANGO2研究基金會(huì)共同創(chuàng)始人、患有TDD的孩子的父親Mike Morris說。

“我們感激全球的科學(xué)家們,他們努力將這塊拼圖拼湊起來,給患者和家庭帶來積極的影響。”TANGO2研究基金會(huì)共同創(chuàng)始人Kasha Morris補(bǔ)充道。

“過去十年的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究,改變了這段故事,為那些曾經(jīng)沒有希望的人帶來了希望。這一過程體現(xiàn)了基礎(chǔ)生命科學(xué)原理的深遠(yuǎn)影響,以及科研人員、醫(yī)生和家庭在應(yīng)對(duì)人類病理中的重要合作?!盡alhotra博士總結(jié)道。

參考文獻(xiàn):Agustin Lujan et al, TANGO2 is an acyl-CoA binding protein,?Journal of Cell Biology?(2025).?DOI: 10.1083/jcb.202410001

編輯:王洪

排版:李麗