根据李云飞于11月1日在开放获取期刊《公共科学图书馆生物学》上发表的一项新研究,发育中的肠道细胞中蛋白质合成的减少会导致一种罕见的遗传疾病,而廉价的营养补充剂可能有助于逆转这种减少。中国杭州的浙江大学医学院及其同事。这一发现是理解该疾病发病机制的一个进步,并可能导致新的治疗方法。

研究发现可能的Feingold综合征1型治疗策略

Feingold综合征1型导致多种发育问题,包括骨骼和神经系统,但对患者生活影响最大的症状是肠闭锁或胃肠道发育不全。这种疾病是由基因Mycn的功能丧失突变引起的,该基因编码一种调节许多基因活性的关键转录因子,但迄今为止还没有动物模型来研究这种丧失的影响。

作者通过使用CRISPR基因组编辑删除斑马鱼中的部分Mycn基因创建了该模型,斑马鱼的肠道发育与人类的肠道发育有重要相似之处。他们发现,由此导致的基因活性丧失导致肠道大小显着减小,无论是长度还是折叠,都使肠道具有巨大的吸收表面积。在发育中的肠道中一个特别受影响的细胞亚群中,他们发现许多核糖体基因显着下调,导致基因翻译和蛋白质合成减少。

特别受影响的是mTOR信号通路中的基因,它是蛋白质合成的中心调节剂。用mTOR抑制剂治疗野生型斑马鱼重现了在Mycn突变体中看到的肠道发育缺陷。当作者用亮氨酸(一种已知可激活mTOR通路的氨基酸)处理突变鱼时,结果是突变体的肠道大小部分正常化。

“我们的工作表明,在胚胎发育过程中,处于高度增殖状态的肠细胞需要较高的Mycn表达水平,”通讯作者徐鹏飞和XiJin说,“蛋白质合成是Mycn突变体肠道发育缺陷的主要原因。这表明了一种可能的治疗策略,用于治疗Feingold综合征1型患者的肠道症状,尽管在人类肠道类器官系统中进行确认是必不可少的。”

第一作者李云飞和程涛补充说:“Mycn缺乏导致的Feingold综合征已被发现数十年,然而,导致Feingold综合征1型胃肠道闭锁的机制仍不清楚。我们开发了一种Mycn突变体斑马鱼模型概括了Feingold综合征1型的关键表型,也为Feingold综合征1型提供了可能的治疗策略。”