急性缺血性脑卒中患者血浆CircOGDH、CircHECTD1表达及临床意义

目的 探讨急性缺血性脑卒中(AIS)患者血浆环状RNA(Circ)OGDH、CircHECTD1表达及临床意义。方法 选取2020年12月至2022年12月该院收治的112例AIS患者为AIS组,以同期参加体检的60例健康者为对照组。根据随访出院3个月时AIS患者是否存在血管性认知功能障碍(VCI)分为VCI组(60例)和非VCI组(52例);根据随访出院3个月时AIS患者的预后情况分为预后良好组(87例)和预后不良组(25例)。采用实时荧光定量PCR检测各组血浆CircOGDH、CircHECTD1表达。采用简易智能精神量表(MMSE)、蒙特利尔认知评估量表(MoCA)及美国国立卫生研究院卒中量表(NIHSS)评分评估AIS患者VCI及神经功能障碍程度。采用Pearson相关分析血浆CircOGDH、CircHECTD1与临床参数的相关性。采用多因素Logistic回归分析影响AIS患者预后不良的因素。采用受试者工作特征(ROC)曲线分析CircOGDH、CircHECTD1单独及联合对AIS患者预后不良的评估价值。结果 AIS组血浆CircOGDH、CircHECTD1相对表达水平高于对照组(t=23.616、29.181,P<0.001)。VCI组血浆CircOGDH、CircHECTD1相对表达水平高于非VCI组(t=12.657、27.667,P<0.001)。相比于预后良好组,预后不良组梗死面积、入院24 h NIHSS评分、CircOGDH、CircHECTD1相对表达水平较高,出院3个月时MMSE评分及MoCA评分较低(均P<0.05)。AIS患者血浆CircOGDH、CircHECTD1与梗死面积、入院24 h NIHSS评分呈正相关,与出院3个月MMSE评分、MoCA评分呈负相关(均P<0.05)。CircOGDH、CircHECTD1相对表达水平升高及梗死面积较大、入院24 h NIHSS评分较高是影响AIS患者预后不良的独立危险因素(均P<0.05)。血浆CircOGDH、CircHECTD1联合预测AIS预后不良的曲线下面积为0.903(95%CI:0.852~0.955),明显大于单一指标的0.831(95%CI:0.781~0.866)和0.836(95%CI:0.794~0.870)(Z=2.258、2.119,P=0.021、0.031)。结论 AIS患者血浆CircOGDH、CircHECTD1表达上调,二者与患者VCI及神经功能障碍程度有关,两项联合对AIS患者预后不良具有较高的预测价值。

构建OGDH基因敲除型SD大鼠模型

目的构建酮戊二酸脱氢酶(OGDH)基因敲除SD大鼠模型。方法设计、构建TALEN重组子,用荧光素酶活性法筛选出最有效重组子,显微注射法将质粒打入受精卵后测序鉴定。对同一时间点的野生型和基因敲除型大鼠分别进行饮食习惯、活动状态、毛发颜色及质量检测,Western Blot检测两者肝组织OGDH蛋白表达。结果成功构建了靶向OGDH基因的TALEN质粒,并筛选了最有效的TALEN重组子(OGDH-T2),成功培育出杂合子18只,成功率为22.5%,未发现OGDH-KO8纯合子的出生。质量检测显示OGDH-KO8大鼠的质量明显高于野生型,且在第10周时最为显著,增幅率达50.2%(P<0.001),KO组大鼠的OGDH蛋白表达水平显著降低,下降率为50.6%(P<0.01)。结论利用TALEN技术成功构建了OGDH基因敲除型SD大鼠模型。

Circ⁃OGDH调节miR⁃127⁃3p/PSMB5轴对口腔鳞状细胞癌增殖、迁移和侵袭的影响

目的:探讨环状RNA酮戊二酸脱氢酶(circular oxoglutarate dehydrogenase,Circ⁃OGDH)调节miR⁃127⁃3p/蛋白酶体β5亚基(proteasome subunit beta type⁃5,PSMB5)轴对口腔鳞状细胞癌(oral squamous cell carcinoma,OSCC)增殖、迁移和侵袭的影响。方法:qRT⁃PCR与Western Blotting测定人口腔上皮细胞及人OSCC细胞系CAL⁃27、HN6、Bca885中Circ⁃OGDH、miR⁃127⁃3p及PSMB5表达。体外培养CAL⁃27细胞并分组转染后测定细胞Circ⁃OG⁃DH、miR⁃127⁃3p及PSMB5表达;Ki67免疫荧光及TUNEL染色检测细胞增殖、凋亡,细胞划痕及Transwell侵袭实验检测细胞迁移、侵袭;Western Blotting检测细胞凋亡(Bcl⁃2、Bax)及上皮间充质转化相关蛋白(Vimentin、E⁃cadherin)表达。于裸鼠皮下接种分组转染后的CAL⁃27细胞构建其移植瘤模型,测定裸鼠肿瘤体积与质量,瘤组织中Ki67阳性表达,TUNEL染色检测细胞凋亡情况。双荧光素酶报告基因实验验证CAL⁃27细胞Circ⁃OGDH对miR⁃127⁃3p、miR⁃127⁃3p对PSMB5的靶向调控作用。结果:与人口腔上皮细胞相比,CAL⁃27、HN6、Bca885细胞Circ⁃OGDH、PSMB5 mRNA及蛋白表达均升高,miR⁃127⁃3p表达均降低(P<0.05)。与对照组相比,Circ⁃OGDH敲低组、miR⁃127⁃3p过表达组细胞和瘤组织中PSMB5 mRNA及蛋白表达、细胞增殖率、迁移率、侵袭数目、瘤体积及质量、Ki67阳性表达、细胞和瘤组织中Bcl⁃2与Vimentin蛋白表达降低,miR⁃127⁃3p表达、凋亡率、Bax与E⁃cadherin蛋白表达升高(P<0.05);与Circ⁃OGDH敲低组相比,Circ⁃OGDH敲低+miR⁃127⁃3p敲低组细胞和瘤组织中PSMB5 mRNA及蛋白表达、细胞增殖率、迁移率、侵袭数目、瘤体积及质量、Ki67阳性表达、细胞和瘤组织中Bcl⁃2与Vimentin蛋白表达升高,miR⁃127⁃3p表达、凋亡率、Bax与E⁃cadherin蛋白表达降低(P<0.05)。Circ⁃OGDH可靶向下调CAL⁃27细胞miR⁃127⁃3p表达,miR⁃127⁃3p可靶向下调其PSMB5表达。结论:敲低Circ⁃OGDH可通过上调miR⁃127⁃3p而降低PSMB5表达,进而减弱OSCC细胞增殖、迁移、侵袭能力,抑制其在裸鼠体内生长,并促使其凋亡。

IDH1 mutation inhibits differentiation of astrocytes and glioma cells with low oxoglutarate dehydrogenase expression by disturbingα-ketoglutarate-related metabolism and epigenetic modification

Isocitrate dehydrogenase(IDH)mutations frequently occur in lower-grade gliomas and secondary glioblastomas.Mutant IDHs exhibit a gain-of-function activity,leading to the production of D-2-hydroxyglutarate(D-2HG)by reducingα-ketoglutarate(α-KG),a central player in metabolism and epigenetic modifications.However,the role ofα-KG homeostasis in IDH-mutated gliomagenesis remains elusive.In this study,we found that low expression of oxoglutarate dehydrogenase(OGDH)was a common feature in IDH-mutated gliomas,aswellasinastrocytes.ThislowexpressionofOGDHresultedintheaccumulationofα-KGandpromotedastrocytematuration.However,IDH1 mutation significantly reducedα-KG levels and increased glutaminolysis and DNA/histone methylation in astrocytes.These metabolic and epigenetic alterations inhibited astrocyte maturation and led to cortical dysplasia in mice.Moreover,our results also indicated that reduced OGDH expression can promote the differentiation of glioma cells,while IDH1 mutations impeded the differentiation of glioma cells with low OGDH by reducing the accumulation ofα-KG and increasing glutaminolysis.Finally,we found that l-glutamine increasedα-KG levels and augmented the differentiation-promoting effects of AGI5198,an IDH1-mutant inhibitor,in IDH1-mutant glioma cells.Collectively,this study reveals that low OGDH expression is a crucial metabolic characteristic of IDH-mutant gliomas,providing a potential strategy for the treatment of IDH-mutant gliomas by targetingα-KG homeostasis.

氧戊二酸脱氢酶的调控机制及其在不同疾病中的研究进展

氧戊二酸脱氢酶OGDH是2-酮戊二酸脱氢酶复合物的E1亚基,主要定位于细胞线粒体,是多酶复合物OGDHc最重要的成分之一,与E2亚基二氢硫辛酰转移酶和E3亚基二氢硫辛酰脱氢酶DLD共同催化α-酮戊二酸生成琥珀酰辅酶A,同时释放一分子CO_(2)、一分子的NADH和H^(+),但OGDH限制着OGDHc的整体转化效率。OGDH作为代谢途径中的关键催化酶之一,是细胞线粒体三羧酸循环和谷氨酰胺分解代谢的回补途径的关键节点,严重影响着细胞代谢的重编程。据报道OGDH活性的先天性缺陷会导致蛋白功能严重丧失,整体发育迟缓、乳酸升高、共济失调和癫痫发作,具有显著的线粒体疾病特征,并且最近的研究显示肿瘤、神经系统疾病和炎症损伤等多种病理状态下OGDH的活性或表达水平发生变化,影响细胞线粒体功能和能量的产生,影响细胞氧化还原状态、活性氧ROS产生水平和代谢重编程,从而最终决定细胞命运,对细胞的增殖、周期以及自噬等途径产生影响,这暗示人们关注关键代谢酶作为药物开发靶点的潜力。文章首先对OGDH和多酶复合物OGDHc的组成、结构和定位进行概述,然后从基因水平、转录调控水平、别构调节和翻译后修饰综述了影响OGDH酶活性的因素,并详细综述了近几年OGDH在肿瘤、神经系统疾病、炎症损伤和肌肉发育等不同生理和病理状态下的不同调控机制,以及OGDH特异性抑制剂琥珀酰膦酸酯或激动剂硫胺素二磷酸及其衍生物的潜在治疗作用,为OGDH对于不同疾病的诊断与治疗提供理论依据。