核糖体蛋白及其在疾病中的作用

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核糖体蛋白及其在疾病中的作用

2024-07-15 15:44| 来源: 网络整理| 查看: 265

由于RP在蛋白质合成中起着至关重要的作用,而蛋白质是组织的基本构成要素,因此,编码RP的基因异常会影响器官形成、红细胞生成和其他多种生理功能,引起不同器官或系统疾病。

3.1.   发育障碍

RP是形成组织或器官所必需的,因此,其能够影响特定组织的发育过程。据报道,RPL23和RPL6是胰腺正常发育所必需的,其突变会导致严重的发育缺陷,引起胚胎致死[18]。此外,果蝇基因组编码的RPS5旁系同源物RPS5b的缺失会导致雌性不育,从而引起卵室发育停滞、卵黄生成中断和后卵泡细胞增生[19]。在斑马鱼实验中,研究发现大量敲除RP如RPS19、RPS24、RPL22、RPL11同样会导致发育异常[20-23]。

3.2.   心血管和代谢疾病

一些RP与心血管和代谢疾病的发生和发展有关。蛋白质相互作用网络发现,RPL9和RPL26可能是急性心肌梗死(AMI)的关键蛋白。RT-PCR检测发现,相较于对照组,AMI组外周血中RPL9和RPL26的表达水平均降低,这与生物信息学分析一致[24]。S4Y1在人脐静脉内皮细胞中的过表达能够诱导细胞凋亡,产生炎症反应并抑制细胞迁移和血管形成,导致高糖诱导的功能障碍[25],因此,S4Y1可能是治疗糖尿病并发症的潜在治疗靶点。除此之外,与心血管和代谢疾病密切相关的RP还有多种,如RPL17、RPL23、RPS6、RPS19、RPS24、RPL23a等。

3.3.   核糖体病

由RP或与Pol I转录和rRNA加工相关的基因突变,导致核糖体生物合成或功能缺陷,引发的疾病,称为核糖体病。核糖体病是一组罕见的遗传性疾病,包括先天性纯红细胞再生障碍性贫血(Diamond-Blackfan Anemia,DBA)、散发型先天性无脾(isolated congenital asple- nia,ICA)和骨髓增生异常综合征的亚型5q综合征等。

编码RP的基因的突变,影响核糖体的组装和rRNA的加工,从而引发核糖体病。在ICA和5q综合征中,RP基因突变会使得pre 40S核糖体亚基组装和18S rRNA加工受到影响,如RPS14的单倍体不足是导致5q综合征的关键因素,其下调使30S pre-rRNA种类增多,降低18S/18SE rRNA水平,增加30S/18SE比率,影响18S pre-rRNA加工[26],RPSA的外显子突变能够影响蛋白质翻译,进而导致ICA等[27];RPS19编码基因的突变是DBA中最先发现的,也是最常见的突变,而RPL5、RPS26和RPL11等编码基因的突变,同样与DBA密切相关[2],在DAB中,RP基因突变会影响pre 40S和pre 60S核糖体亚基组装,以及破坏pre rRNA加工。

3.4.   癌症

鼠双微蛋白2(mouse double minute 2,MDM2)/p53信号通路在细胞生长、增殖以及凋亡过程中发挥关键作用,RP可通过作用于该信号通路影响癌症的发生与发展。MDM2是导致p53降解的泛素连接酶,可与包括RPL15、RPS27a、RPS7、RPL11等特异性结合。P53在细胞生长和分裂过程中维持基因组稳定至关重要,在大多数人类癌症中,存在p53突变或活性丧失。研究发现,RPL15的低表达能够抑制MDM2的泛素化,使p53激活,从而导致p53依赖性细胞的增殖、集落形成、迁移和侵袭[28],最终抑制癌细胞的生长。因此,RP可通过调控MDM2/p53通路,进而影响癌细胞的生长。此外,RPS27a的低表达能够削弱RPS27a和RPL11之间的相互作用,并以RPL11依赖性方式稳定p53,抑制细胞活力,从而导致细胞周期停滞和细胞凋亡[29]。除了激活p53通路外,一些RP还可以通过调节癌基因c-Myc或与其他信号通路如mTOR、NF-κB、wnt/β-catenin和let-7a等相互作用影响癌症的发生和发展[30]。

除上所述,新生血管可以有效地促进营养和氧气的供应,并处理肿瘤代谢废物,对癌细胞的生存同样至关重要。RPL17是一种血管平滑肌细胞(VSMC)生长抑制剂,能够抑制VSMC细胞周期进程和生长,可能在抑制血管生成中发挥作用[31],具有潜在的抗肿瘤作用,但其机制仍有待阐明。



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