在斑马鱼Diamond-Blackfan贫血综合征模型中，特定mRNA的翻译效率发生了改变

《Biochemical and Biophysical Research Communications》：Altered translation efficiency of specific mRNAs in a zebrafish model of Diamond-Blackfan anemia syndrome

　　

上地珠代（Tamayo Uechi）|永友真理子（Mariko Nagatomo）|中岛由香里（Yukari Nakajima）|铃木裕隆（Yutaka Suzuki）|兼本直也（Naoya Kenmochi）

宫崎大学医学院解剖学系医学生物学部

摘要

Diamond-Blackfan贫血综合征（DBAS）是一种先天性纯红细胞再生障碍性疾病，常伴有身体畸形。已有超过20个核糖体蛋白（RP）基因的杂合突变与该疾病相关。其中最常发生突变的基因是RPS19，占患者的25%。这些RP基因的单倍不足可能会影响特定mRNA的翻译，而这可能与贫血有关。然而，其背后的机制仍不清楚。

为了评估RP基因缺失对翻译的影响，我们使用了一种敲低RPS19同源基因rps19的斑马鱼DBAS模型，比较了DBAS模型中多聚体mRNA与总mRNA的变化，以检测单个转录本的翻译效率。结果计算出5,464个转录本的翻译效率，其中75个基因的翻译效率降低到对照组的一半以下。与红细胞生成相关的基因在受抑制的基因中占比较高。出乎意料的是，一些与糖链生物合成相关的基因也受到了翻译抑制，其中包括参与糖基磷脂酰肌醇锚生物合成的pigq基因。我们将合成的pigq mRNA注射到rps19敲低（DBAS模型）的胚胎中，发现贫血表型得到了改善，但形态缺陷没有改变，这表明pigq基因在斑马鱼的红细胞生成中起作用。这些结果表明，红细胞生成相关基因和糖链生物合成相关基因的翻译受损可能与DBAS的发病机制有关。

章节摘录

引言

Diamond-Blackfan贫血是一种以红细胞减少为特征的先天性疾病。部分患者还表现出多种异常，包括拇指畸形、心脏畸形和身材矮小[1, 2]。DBAS患者患实体瘤或白血病的风险也较高[3]。迄今为止，已有超过60%的患者被发现有RP基因的杂合突变，其中RPS19基因的突变最为常见，约占患者的25%[4]。

使用斑马鱼DBAS模型进行的多聚体分析

我们之前通过使用Morpholino反义寡核苷酸（MO）敲低核糖体蛋白S19（rps19）基因，成功建立了Diamond-Blackfan贫血的斑马鱼模型。虽然在MO注射后24小时内观察到一些发育缺陷，如尾部弯曲和眼睛色素沉着减弱，但与血管生成和造血相关的标记基因的表达模式与对照组胚胎相似[22]。相反，rps19敲低后的斑马鱼红细胞...

讨论

RPS19基因于1999年首次被报道为与这种疾病相关的基因。此后，核糖体疾病被定义为与核糖体生物合成相关基因突变有关的疾病。翻译机制的缺陷可能是导致表型异质性的原因之一。我们假设斑马鱼中rps19的敲低会影响特定基因的翻译效率，从而导致...

斑马鱼实验

斑马鱼（AB系）在光照14小时、黑暗10小时、温度28.5摄氏度的条件下饲养。胚胎在E3培养基（5mM NaCl、0.17 mM KCl、0.33 mM CaCl2、0.33 mM MgSO4和10^-5%亚甲蓝）中培养。所有斑马鱼实验均遵循大学动物研究委员会的批准方案（研究编号2014-535、2024-506）进行。

多聚体分析

为了绘制野生型及对照组的多聚体图谱...

CRediT作者贡献声明

上地珠代：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、验证、实验设计、资金筹集、数据分析、概念构思。中岛由香里：实验设计。永友真理子：实验设计。兼本直也：撰写 – 审稿与编辑、实验设计、资金筹集、概念构思。铃木裕隆：数据分析

作者声明他们没有已知的可能会影响本文研究的财务利益或个人关系。

数据可用性

本研究中生成和/或分析的数据集可应要求向通讯作者索取。

在准备本文时，作者使用了Gemini（Google）工具来提高英文表达的准确性和可读性。使用该工具后，作者对内容进行了必要的审阅和编辑，并对发表文章的内容负全责。

资助

本研究得到了JSPS KAKENHI（资助编号20K08160、22K08508、24K11545）和Takeda科学基金会的支持。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文研究的财务利益或个人关系。

致谢

作者感谢弘前大学研究生院儿科的伊藤哲郎（Etsuro Ito）博士和德木勉（Tsutomu Toki）博士提供的专业建议，以及曾担任宫崎大学博士后研究员的吉山真希（Maki Yoshihama）博士的宝贵讨论。同时，我们也感谢DBA国际协作会议（ICC）对项目持续进行的鼓励。我们还要感谢Editage（www.editage.jp）的支持。