PRDM16,也称为PR domain-containing 16,是一种转录因子,在多种生物学过程中发挥着重要作用。PRDM16通过调控基因表达,影响细胞命运决定、能量代谢和疾病发生等过程。
PRDM16在棕色脂肪的形成和功能中起着关键作用。棕色脂肪细胞是一种特殊类型的脂肪细胞,其通过非偶联呼吸产生热量,从而帮助维持体温和能量平衡。研究发现,PRDM16在棕色脂肪细胞中高度表达,并通过激活与棕色脂肪形成相关的基因,如PPARγ、PGC-1α和UCP1,促进棕色脂肪的生成和功能[1,3]。此外,PRDM16还可以抑制肌肉分化相关基因的表达,从而抑制肌肉的形成,并促进棕色脂肪的生成[1]。
除了棕色脂肪,PRDM16还在心脏发育和功能中发挥重要作用。研究表明,PRDM16在心肌细胞中表达,并维持心肌细胞的正常形态和功能。PRDM16通过激活心肌细胞特异性基因,并抑制非心肌细胞特异性基因的表达,维持心肌细胞的正常形态和功能。此外,PRDM16还与心脏疾病的发生发展密切相关。例如,PRDM16的缺失与左心室非肌性心肌病(LVNC)的发生相关,LVNC是一种以心室过度 trabeculation 和心室壁变薄为特征的心肌病[4]。
PRDM16还与肿瘤的发生发展密切相关。研究发现,PRDM16在肾癌中表达下调,而恢复PRDM16的表达可以抑制肾癌细胞的生长和肿瘤的形成。PRDM16通过与转录抑制因子CtBP1/2的相互作用,抑制肾癌中HIF靶向基因的表达,从而抑制肿瘤的生长[2]。
此外,PRDM16还与急性髓系白血病(AML)的发生发展密切相关。研究发现,PRDM16在AML中表达上调,并与不良预后相关。PRDM16的表达上调与AML细胞对治疗的反应性和患者的生存期相关[5]。
PRDM16还与冠状动脉疾病(CAD)的发生发展密切相关。研究发现,PRDM16在血管平滑肌细胞中表达,并维持血管平滑肌细胞的正常功能。PRDM16的缺失导致血管平滑肌细胞的表型改变,并增加CAD风险基因的表达,从而增加CAD的发生风险[6]。
PRDM16还与2型糖尿病(T2D)的发生发展密切相关。研究发现,PRDM16基因中的单核苷酸多态性(SNP)rs2297828与T2D的发生相关。rs2297828的基因型频率在T2D患者和健康对照组之间存在显著差异,且rs2297828的A等位基因与T2D的易感性增加相关[7]。
综上所述,PRDM16是一种重要的转录因子,在棕色脂肪的形成和功能、心脏发育和功能、肿瘤的发生发展、冠状动脉疾病的发生发展和2型糖尿病的发生发展中发挥着重要作用。PRDM16的研究有助于深入理解这些生物学过程和疾病发生机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Seale, Patrick, Bjork, Bryan, Yang, Wenli, Beier, David R, Spiegelman, Bruce M. . PRDM16 controls a brown fat/skeletal muscle switch. In Nature, 454, 961-7. doi:10.1038/nature07182. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18719582/
2. Kundu, Anirban, Nam, Hyeyoung, Shelar, Sandeep, Varambally, Sooryanarayana, Sudarshan, Sunil. . PRDM16 suppresses HIF-targeted gene expression in kidney cancer. In The Journal of experimental medicine, 217, . doi:10.1084/jem.20191005. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32251515/
3. Seale, Patrick, Kajimura, Shingo, Yang, Wenli, Langin, Dominique, Spiegelman, Bruce M. . Transcriptional control of brown fat determination by PRDM16. In Cell metabolism, 6, 38-54. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17618855/
4. Wu, Tongbin, Liang, Zhengyu, Zhang, Zengming, Fu, Xiang-Dong, Chen, Ju. 2021. PRDM16 Is a Compact Myocardium-Enriched Transcription Factor Required to Maintain Compact Myocardial Cardiomyocyte Identity in Left Ventricle. In Circulation, 145, 586-602. doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.121.056666. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34915728/
5. El-Meligui, Yomna M, Hassan, Naglaa M, Kassem, Amira B, Hamouda, Manal A, Salahuddin, Ahmad. 2022. Impact of HOXB4 and PRDM16 Gene Expressions on Prognosis and Treatment Response in Acute Myeloid Leukemia Patients. In Pharmacogenomics and personalized medicine, 15, 663-674. doi:10.2147/PGPM.S368640. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35782688/
6. Dong, Kunzhe, He, Xiangqin, Hu, Guoqing, Yao, Yali, Zhou, Jiliang. 2023. Coronary Artery Disease Risk Gene PRDM16 is Preferentially Expressed in Vascular Smooth Muscle Cells and a Potential Novel Regulator of Smooth Muscle Homeostasis. In bioRxiv : the preprint server for biology, , . doi:10.1101/2023.04.03.535461. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37066230/
7. Zhang, Hongmei, Guan, Qiuyue, Wang, Ruyi, Cui, Daxin, Su, Zhiguang. 2022. Novel association of SNP rs2297828 in PRDM16 gene with predisposition to type 2 diabetes. In Gene, 849, 146916. doi:10.1016/j.gene.2022.146916. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36174906/