趙成偉，王大維，王 浩

Tafazzin基因在 Barth綜合征及腫瘤中的研究進(jìn)展

趙成偉，王大維，王 浩

Tafazzin蛋白屬于酰基轉(zhuǎn)移酶，在機(jī)體細(xì)胞中廣泛存在，在正常心肌細(xì)胞中負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)磷脂?；D(zhuǎn)移，參與心磷脂重建，并可調(diào)控骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞及肌細(xì)胞的分化。研究發(fā)現(xiàn)，Tafazzin基因突變與多種疾病如 Barth綜合征、直腸癌等發(fā)生、發(fā)展有關(guān)；現(xiàn)就Tafazzin基因的結(jié)構(gòu)、功能及臨床方面的研究作一綜述。

腫瘤；Barth綜合征；Tafazzin；文獻(xiàn)綜述

?；D(zhuǎn)移酶是一類催化脂肪酸在?；w及受體之間轉(zhuǎn)移的酶［1］，Tafazzin蛋白作為?；D(zhuǎn)移酶的一員，在體內(nèi)參與多種生化過程，如催化心磷脂與磷脂酰膽堿、心磷脂與磷脂酰乙醇胺、磷脂酰膽堿與磷脂酰乙醇胺、磷脂酰膽堿與磷脂酸之間的?；D(zhuǎn)移，并負(fù)責(zé)重建心磷脂等［2］，其基因突變可導(dǎo)致 Barth綜合征等疾病，并與某些腫瘤的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)，現(xiàn)就其結(jié)構(gòu)、功能及臨床方面的研究作一綜述。

1 Tafazzin基因的結(jié)構(gòu)

Tafazzin基因位于Xq28染色體，由意大利科學(xué)家 Bione等［3］于1996年發(fā)現(xiàn)并命名，由 11個(gè)外顯子和 10個(gè)內(nèi)含子組成［4］。在外顯子 1、4的上游分別含有 1個(gè)啟動(dòng)子，外顯子1中的 ATG序列可合成含 30個(gè)疏水殘基的疏水氮末端區(qū)域，起到膜錨定作用；外顯子4上游的 ATG序列可合成親水區(qū)域，形成外露的表面環(huán)，與其他蛋白反應(yīng)［3，5－7］。在哺乳動(dòng)物中 Tafazzin蛋白半衰期較短，僅為3～6 h［8］。

Tafazzin蛋白位于線粒體內(nèi)外膜之間，在心肌及骨骼肌線粒體中高表達(dá)［5，9－10］。其種類多樣，在不同物種之間具有種屬特異性［5］，根據(jù)氨基末端長度不同，在果蠅中 Tafazzin蛋白可分為A、B、C三個(gè)類型；在人體中 Tafazzin蛋白可分為全長型，外顯子5缺乏型，外顯子7缺乏型，外顯子5、7同時(shí)缺乏型［11］；在鼠組織中 Tafazzin蛋白可分為外顯子 5缺乏型，外顯子5、9同時(shí)缺乏型；在鼠心臟中僅表達(dá)外顯子5缺乏 型［5］。

Debnath等［12］用同源重建法模擬 Tafazzin蛋白的晶體結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn) Tafazzin蛋白由3個(gè)相互平行的 β鏈構(gòu)成一平面，在此平面上伸出2個(gè)氨基酸殘基（HIS69、ASP74）形成一凹槽，Tafazzin蛋白可利用此凹槽與甘油磷酰膽堿結(jié)合。

2 Tafazzin基因的功能

2．1 Tafazzin蛋白與酰基轉(zhuǎn)移Tafazzin蛋白的不同區(qū)域有著不同的催化功能，63～217區(qū)段氨基酸形成的結(jié)構(gòu)域可促進(jìn)磷酸鹽的酰基轉(zhuǎn)移，41～215區(qū)段氨基酸形成的結(jié)構(gòu)域主要負(fù)責(zé)磷脂生物合成過程中的酰基轉(zhuǎn)移，且在酰基轉(zhuǎn)移的過程中無需輔酶 A的參與［12－13］。Abe等［14］認(rèn)為，Tafazzin蛋白作為酰基轉(zhuǎn)移酶，可催化磷脂酰膽堿中的亞油酰基及棕櫚油?；D(zhuǎn)移到單溶性心磷脂中，并指出位于HX4D序列上的 H77對(duì) Tafazzin蛋白發(fā)揮重要的催化作用。

2．2 Tafazzin基因與骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞及肌細(xì)胞的分化Tafazzin蛋白可通過 Hippo信號(hào)通路調(diào)節(jié)骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞及肌細(xì)胞的分化［15］。在骨細(xì)胞分化過程中，Tafazzin蛋白中的 WW結(jié)構(gòu)域（38～40個(gè)氨基酸殘基結(jié)構(gòu)域，包含2個(gè)色氨酸殘基）通過與 Runt相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子 2中的PPXY（P：脯氨酸、X：任意氨基酸、Y：酪氨酸）結(jié)合促進(jìn)骨組織的發(fā)生、發(fā)展及改建；在脂肪細(xì)胞分化過程中，Tafazzin蛋白可通過與過氧化物增殖子激活型受體 γ（PPARγ）中的 PPXY模塊結(jié)合從而抑制 PPARγ的活性，而 PPARγ是脂肪形成過程中的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子［15］，因此 Tafazzin蛋白在脂肪形成過程中起負(fù)調(diào)節(jié)作用；在肌細(xì)胞分化過程中，Tafazzin蛋白依靠其分子結(jié)構(gòu)中的 WW結(jié)構(gòu)域與成肌分化因子 1相互作用，從而激活肌酸激酶基因轉(zhuǎn)錄，誘導(dǎo)肌細(xì)胞終末分化［15］。

2．3 Tafazzin基因與男性生育Cadalbert等［16］發(fā)現(xiàn)男性X染色體如發(fā)生 Tafazzin基因突變，將引起男性不育。敲除Tafazzin基因的胚胎干細(xì)胞不具備分化成精子細(xì)胞的能力，其不能進(jìn)入減數(shù)分裂的粗線期，并出現(xiàn)不同程度的 DNA損害；敲除 Tafazzin基因的睪丸尺寸小于對(duì)照組，這可能會(huì)干擾減數(shù)分裂的過程，影響精子的形成。

2．4 Tafazzin基因與線粒體自噬Hsu等［17］發(fā)現(xiàn) Tafazzin基因在調(diào)節(jié)線粒體功能及自噬作用方面起重要作用。線粒體自噬作用是在活性氧、營養(yǎng)缺乏及細(xì)胞衰老等外界刺激的作用下，細(xì)胞內(nèi)的線粒體發(fā)生去極化后出現(xiàn)損傷，損傷的線粒體被特異性的包裹進(jìn)自噬體中并與溶酶體融合，從而完成損傷線粒體的降解，維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定［18］。線粒體自噬作用缺陷可能是導(dǎo)致線粒體功能異常的常見病因。Tafaz-zin基因缺陷不改變自噬小泡的生物合成，但會(huì)影響線粒體自噬程序啟動(dòng)從而引起線粒體自噬功能障礙，削減線粒體氧化磷酸化功能，并升高其氧化壓力［17］。

3 Tafazzin基因與 Barth綜合征

Tafazzin基因易發(fā)生突變，且突變種類多樣。人類基因突變數(shù)據(jù)庫顯示在104種 Tafazzin基因突變體中，35.6%為錯(cuò)義突變、12.5%為無意義突變、18.3%為拼接異常突變、19.2%為微刪除突變、7.7%為微嵌入突變、6.7%為基因重組突變［19］。Tafazzin基因易突變可能與其所處的微環(huán)境有關(guān)，序列分析顯示：Tafazzin基因中含有大量的 ALU序列，而大量重復(fù)的ALU序列可促進(jìn)基因重組的發(fā)生［20］。

Barth綜合征是一種與 X染色體相關(guān)的心肌及骨骼肌病變，主要表現(xiàn)為身材矮小，心肌、骨骼肌病變、嗜中性粒細(xì)胞減少癥、線粒體功能異常以及呼吸鏈功能障礙，不能耐受強(qiáng)運(yùn)動(dòng)等［21－22］。雖然 Tafazzin基因與 Barth綜合征的確切關(guān)系尚不清楚，但 Tafazzin基因突變可引起心磷脂重建障礙，從而導(dǎo)致呼吸鏈結(jié)構(gòu)損傷，這可能是引起 Barth綜合征的重要原因［6］。正常情況下，Tafazzin蛋白可催化亞油酸與心磷脂結(jié)合，當(dāng) Tafazzin基因突變或功能異常時(shí)，將影響心磷脂重建，進(jìn)而導(dǎo)致成熟的心磷脂減少，單溶性心磷脂升高，磷脂／單溶性心磷脂比率降低，導(dǎo)致Barth綜合征［6，23］。

動(dòng)物實(shí)驗(yàn)亦表明，Tafazzin基因與Barth綜合征有關(guān)。Khuchua等［21］通過向斑紋魚體內(nèi)注射藥物，抑制Tafazzin基因的表達(dá)，引起斑紋魚心臟、骨骼肌發(fā)育異常等類似Barth綜合征的表現(xiàn)；而向病變的斑紋魚胚胎內(nèi)注射正常的 Tafazzin mRNA后，上述癥狀消失。最近，在2個(gè)Tafazzin基因表達(dá)抑制的鼠模型中，心肌及骨骼肌均表現(xiàn)為心磷脂含量減低，單溶性心肌磷脂升高，2個(gè)鼠模型均表現(xiàn)為線粒體功能異常、心肌及骨骼 肌 功 能障 礙 等 類似 Barth綜 合 征［24－25］。Ye等［23］在酵母實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，敲除 Tafazzin基因?qū)⒁鸾湍负粑準(zhǔn)軗p，進(jìn)而導(dǎo)致生長遲緩及生命周期縮短。

另外在新生兒心肌成纖維母細(xì)胞實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)，Tafazzin基因敲減可增加活性氧產(chǎn)物，增加DNA及蛋白合成，導(dǎo)致細(xì)胞多核化及細(xì)胞肥大，促進(jìn)膠原分泌等。Tafazzin基因敲減可通過上述機(jī)制影響新生兒心室成纖維細(xì)胞的細(xì)胞周期，進(jìn)而導(dǎo)致 Barth綜合征中心肌纖維化及擴(kuò)張型心肌病的發(fā)生 ［26］。

Barth綜合征患者存在線粒體超微結(jié)構(gòu)異常及呼吸鏈損傷等病理表現(xiàn)。電鏡結(jié)果顯示，Tafazzin基因敲減的鼠心臟細(xì)胞中，線粒體表現(xiàn)為洋蔥皮樣改變，形成較大的空泡等形態(tài)學(xué)表現(xiàn)［25］。Claypool等［2］認(rèn)為 Tafazzin蛋白可通過維持ADP／ATP載體功能來調(diào)節(jié)心磷脂的過氧化反應(yīng)，其無論在心磷脂?；溄⒓熬S持過程中均起重要作用，Tafazzin蛋白低表達(dá)或功能異常引起心磷脂水平降低以及單溶性心磷脂升高，從而導(dǎo)致線粒體脊結(jié)構(gòu)異常及呼吸鏈缺陷。

Ferri等［19］發(fā)現(xiàn) Tafazzin基因排序可幫助診斷 Barth綜合征，也可幫助辨別雜合子攜帶者，利于產(chǎn)前診斷。他們通過對(duì)6例患者進(jìn)行基因測序，發(fā)現(xiàn)每例患者都攜帶一種 Tafazzin突變基因，且不同 Tafazzin基因型對(duì)應(yīng)不同的臨床表現(xiàn)：第一種可引起呼吸抑制乳酸酸中毒、呼吸窘迫及中性粒細(xì)胞減少癥；第二種可引起輕度發(fā)紺、中性粒細(xì)胞減少癥、乳酸酸中毒及擴(kuò)張型心肌?。坏谌N可引起擴(kuò)張型心肌??；第四種可引起肌無力及心衰；第五種可引起血氧飽和度下降合并發(fā)紺及心動(dòng)過緩，血?dú)夥治霰憩F(xiàn)為乳酸酸中毒；第六種可引起頻繁的惡心嘔吐、生長發(fā)育遲緩及乳酸酸中毒。

4 Tafazzin基因與腫瘤

Makaryan等發(fā)現(xiàn)Tafazzin基因敲減促進(jìn)細(xì)胞凋亡反應(yīng)，因此 Tafazzin基因過表達(dá)可能會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞凋亡抑制和細(xì)胞異常增生，提示 Tafazzin基因過表達(dá)可能是促進(jìn)腫瘤發(fā)生、發(fā)展的重要因素。另有研究表明 Tafazzin基因缺陷影響線粒體自噬作用的啟動(dòng)，導(dǎo)致線粒體自噬缺陷，可引起細(xì)胞內(nèi)損傷和老化線粒體的大量聚集，從而促進(jìn)腫瘤的發(fā)展［17，27］。最近有關(guān)直腸癌的文獻(xiàn)報(bào)道，Tafazzin基因在早期直腸癌中的表達(dá)高于正常黏膜，在Ⅰ～Ⅲ期腫瘤中的表達(dá)高于Ⅳ期腫瘤，在非黏液性腫瘤中的表達(dá)高于黏液性腫瘤，因此 Tafazzin基因可能在直腸癌的發(fā)生、發(fā)展及病理分型中起重要作用，并發(fā)現(xiàn)在術(shù)前放療組的術(shù)前活檢標(biāo)本中，Tafazzin高表達(dá)者其遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移率比 Tafazzin低表達(dá)者高，且與患者年齡、性別等因素?zé)o關(guān)。因此，在術(shù)前活檢標(biāo)本中 Tafazzin基因高表達(dá)的患者適合于術(shù)前放療。此外，有文獻(xiàn)報(bào)道，在甲狀腺癌中Tafazzin基因也存在高表達(dá)現(xiàn)象［28］。

5 結(jié)語

綜上所述，Tafazzin基因具有調(diào)控骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞及肌細(xì)胞分化的功能，且與男性生育活動(dòng)有關(guān)；其蛋白產(chǎn)物屬于酰基轉(zhuǎn)移酶，可催化?；D(zhuǎn)移，促進(jìn)心磷脂重建；易發(fā)生突變，從而導(dǎo)致Barth綜合征等疾病，影響線粒體自噬作用并與某些腫瘤的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)；利用 Tafazzin基因測序協(xié)助診斷 Barth綜合征有重要價(jià)值。

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R 730

：A

1001－7399（2017）01－0078－03

10.13315／j.cnki.cjcep.2017.01.019

接受日期：2016－11－02

河北省科技廳課題（1627751D）

河北醫(yī)科大學(xué)第三醫(yī)院口腔外科，石家莊 050000

趙成偉，男，碩士研究生。E-mail：1228326100＠qq.com

王大維，男，碩士生導(dǎo)師，副教授，副主任醫(yī)師，通訊作者。

E-mail：davi6789＠163.com