肌肉糖原合成酶缺乏症(GSD0B)的临床表型拓展与生化机制解析

【字体: 时间:2025年06月16日 来源:Molecular Genetics and Metabolism 3.7

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  本研究针对罕见代谢疾病糖原贮积病0b型(GSD 0b)的临床异质性与分子机制展开探索。西班牙研究团队通过临床评估、肌肉活检及多组学分析,首次报道携带GYS1基因c.678+1G>A双等位致病变异的成人型肌病病例,揭示该变异导致外显子4跳跃及糖原合成酶(GS)蛋白水平严重降低,进而引发糖原降解(PHKA1/PHKB/PHKG1/AGL)与糖酵解(PFKM/PKM1/pPDHE)通路代偿性下调,并驱动代谢向氧化途径转变。研究成果发表于《Molecular Genetics and Metabolism》,为GSD 0b的精准诊疗提供新依据。

  

糖原贮积病(Glycogen Storage Diseases, GSDs)是一组因糖原代谢酶缺陷引发的遗传性疾病,其中糖原合成酶缺乏症(GSD 0)因组织特异性分为肝型(GSD 0a)和肌型(GSD 0b)。GSD 0b由GYS1基因突变导致,此前仅报道7例且多为儿童期猝死或心肌病,直至2022年才首次发现成人起病的温和型肌病。这种疾病的神秘面纱亟待揭开——为何相同基因缺陷呈现截然不同的临床结局?肌肉糖原耗竭如何引发分子级联反应?

西班牙研究团队在《Molecular Genetics and Metabolism》发表的研究中,对一名56岁进行性肢带型肌无力患者展开多维度解析。该患者携带GYS1基因c.678+1G>A剪接位点突变,表现为独特成人型肌病而无心脏受累。研究通过骨骼肌MRI、组织活检结合转录组测序,发现该突变导致50%转录本中外显子4跳跃,其余保留内含子4,最终使GS蛋白水平暴跌。更引人注目的是,团队首次绘制出GYS1缺陷的分子图谱:糖原匮乏触发PHKA1/PHKB/PHKG1/AGL等糖原降解酶代偿性下调,PFKM/PKM1/pPDHE等糖酵解关键分子同步减少,而STBD1(糖原结合蛋白)完全消失,迫使细胞转向氧化代谢求生。

关键技术方法包括:对患者股外侧肌进行组织病理学染色(PAS/NADH/SDH等)、全外显子测序验证GYS1变异、肌肉RNA测序分析剪接异常、Western blot检测GS及相关酶表达、分光光度法定量肌肉糖原含量。

【临床发现】患者自幼运动障碍,成年后进展为肢带肌无力伴轴肌受累,肌电图提示肌源性损害,MRI显示特征性肌肉脂肪浸润模式,符合迟发型肌病特征。
【分子机制】转录组证实c.678+1G>A引发异常剪接,导致功能性GS蛋白缺失。糖原定量仅为正常值1%,伴随糖原代谢网络全面崩溃:降解酶PHKA1/PHKB/PHKG1/AGL表达降低60%-80%,糖酵解限速酶PFKM/PKM1活性下降,磷酸化PDHE(pPDHE)减少提示丙酮酸脱氢酶复合体抑制。
【代谢重塑】GS缺失直接导致STBD1消失,线粒体SDH(琥珀酸脱氢酶)活性增强,反映能量供应从糖酵解转向三羧酸循环的适应性转变。

这项研究突破性地拓展了GSD 0b的临床谱系,确立成人型肌病为新亚型。分子层面首次阐明GS缺陷引发"糖原代谢网络塌陷"的连锁反应:GS作为枢纽蛋白,其缺失不仅直接导致糖原匮乏,更通过负反馈调节使降解-糖酵解轴全线抑制,最终迫使细胞重构能量代谢途径。该发现为理解GYS1相关疾病的异质性提供分子基础,其揭示的MRI特征模式与代谢标志物(如STBD1/pPDHE)有望成为诊断生物标记物。未来针对氧化代谢通路的干预策略或为GSD 0b治疗开辟新方向。

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