精氨酸酶2的缺失会破坏纹状体特异性多胺的稳态

《The FEBS Journal》：Loss of arginase 2 disrupts striatum-specific polyamine homeostasis

Arg2在纹状体代谢中的作用及其与神经退行性疾病的关系。Arg2缺失导致精氨酸水平升高而鸟氨酸正常，多胺稳态失衡，可能与亨廷顿病等MSNs相关疾病有关。

　　

摘要

精氨酸酶（Arginase）将精氨酸（Arg）转化为鸟氨酸（Orn），从而调节这两种氨基酸在相关代谢途径中的可用性。精氨酸酶的两种异构酶ARG1和ARG2的作用因细胞类型、组织和生理状态而异。在大脑中，ARG2是主要的异构酶，尤其在纹状体中含量丰富，它主要定位于一种特定类型的神经元——中等棘状神经元（MSNs）。尽管ARG2在MSNs中的具体作用尚不清楚，但其缺失会改变纹状体的代谢谱，这突显了其代谢的重要性。为了研究这些复杂代谢变化的基础，我们研究了Arg2敲除（Arg2^?/?）小鼠的精氨酸代谢情况。通过对精氨酸相关代谢物以及调控精氨酸代谢途径的蛋白质进行靶向分析，发现Arg2的缺失显著增加了精氨酸的水平，但并未影响鸟氨酸的水平，这可能是由于通过精氨酸：甘氨酸酰胺转移酶（arginine:glycine amidinotransferase）或脯氨酸：鸟氨酸酰胺转移酶（proline:ornithine aminotransferase）途径实现了鸟氨酸的补偿性合成。此外，一氧化氮（NO）生成的标志物没有变化，表明纹状体中的ARG2并不参与这一途径的调控，而这一作用通常被认为是精氨酸酶的职责。最值得注意的是，Arg2的缺失打破了多胺的平衡，使高浓度多胺的比例增加而低浓度多胺的比例下降，并改变了多胺调节蛋白的表达。这些发现强调了ARG2在纹状体代谢中的关键作用及其与纹状体相关疾病之间的潜在关联。鉴于亨廷顿病（Huntington's disease）这种主要影响MSNs的神经退行性疾病中存在纹状体ARG2功能障碍的现象，了解其功能可能有助于揭示该疾病的病理机制。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。