核黄素转运蛋白缺陷(Riboflavin transporter deficiency,RTD),一种起病于儿童期的神经退行性疾病,其特征是感觉与运动神经元的退化,引发共济失调、肌肉无力、视神经萎缩乃至呼吸衰竭。该病由SLC52A2和SLC52A3基因突变引起,这些基因编码的核黄素转运蛋RFVT2和RFVT3参与核黄素的细胞摄取。核黄素是 flavin adenine dinucleotide 和 flavin mononucleotide的前体,对线粒体生物能量学以及氨基酸和脂肪酸代谢至关重要。尽管体外细胞模型增进了我们对RTD的理解,但它们缺乏完整的神经系统,无法模拟长轴突和支持细胞。因此,发展体内模型对于深入理解RTD的病理机制至关重要。
澳大利亚悉尼大学的Ramesh K. Narayanan教授团队在本刊发表了题为“C. elegans model of riboflavin transporter deficiency (RTD) disorder reveals deficits in synaptic transmission and movement”的研究快讯,利用秀丽隐杆线虫(C. elegans)模型揭示了RTD导致突触传递和运动能力缺陷的分子机制。1、研究方法:
研究团队利用 CRISPR-Cas9 技术构建了携带人SLC52A2基因p.Y305C突变的 C. elegans rft-1Y290C 模型。随后,通过一系列行为学、生理学和分子生物学实验,评估了该线虫模型的功能和行为特征。与对照组相比,rft-1Y290C线虫平均体宽显著减少,表明其生长发育受到影响(图1B)。rft-1Y290C线虫对乙酰胆碱酯酶抑制剂aldicarb的敏感性降低,暗示其突触传递功能受损 (图1C)。而其对乙酰胆碱受体拮抗剂levamisole的敏感性没有改变,提示突触传递缺陷主要是由神经元缺陷而非肌肉缺陷引起(图1D)。rft-1Y290C线虫的线粒体数量和ATP水平与对照组相比没有变化(图1E、F)。与对照组相比,rft-1Y290C线虫的运动能力有轻微但显著的降低(图1G),排便周期长度缩短,提示其运动功能受损,肠道运动功能异常(图1H)。图1. 秀丽隐杆线虫作为研究RTD功能和行为的模型。
3、研究结论
该研究表明,C. elegans rft-1Y290C模型再现了RTD 患者的一些临床特征,例如突触传递缺陷和运动功能障碍。该模型为研究 RTD 的发病机制和开发新型治疗策略提供了重要的动物模型。免费全文下载链接:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352304223003537Narayanan RK, Perez-Siles G, Marzec KA, et al. C. elegans model of riboflavin transporter deficiency (RTD) disorder reveals deficits in synaptic transmission and movement. Genes Dis. 2024;11(4):101071.
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