Hpd,即4-羟基苯丙酮酸二氧合酶基因,是酪氨酸代谢途径中的关键酶编码基因。该酶主要在肝脏中表达,参与酪氨酸的降解过程,将4-羟基苯丙酮酸转化为尿黑酸。Hpd基因的遗传缺陷会导致遗传性酪氨酸血症类型3,这是一种罕见的遗传病,患者肝脏无法正常代谢酪氨酸,导致酪氨酸及其代谢产物在血液和组织中积累,引发一系列健康问题。
在免疫治疗领域,Hpd基因的研究也具有重要意义。例如,免疫检查点阻断(ICB)疗法在部分癌症患者中取得了显著疗效,但在一些患者中却出现了癌症超进展现象(HPD)。研究发现,HPD患者肿瘤组织中Hpd基因的表达上调,导致细胞生长因子2(FGF2)和β-猫头鹰信号通路激活,抑制PKM2活性,降低NAD+水平,进而降低SIRT1介导的β-猫头鹰去乙酰化,增强β-猫头鹰乙酰化,最终导致肿瘤干细胞特性改变[1]。因此,Hpd基因在癌症免疫治疗中的作用机制成为研究的热点。
此外,Hpd基因还与肥胖症相关。研究发现,高蛋白热量限制饮食(HPD)可以改善肥胖症患者的病情,而肠道微生物群在肥胖症的发病机制中发挥着重要作用。研究发现,与正常蛋白热量限制饮食(NPD)相比,HPD可以显著增加肠道微生物多样性,并改变肠道微生物组成,包括Akkermansia spp.和Bifidobacterium spp.的增加以及Prevotella spp.的减少[2]。
在基因治疗方面,Hpd基因的研究也取得了重要进展。例如,研究人员利用CRISPR基因编辑技术成功删除了Hpd基因,治疗了遗传性酪氨酸血症类型1(HT1)小鼠模型。该研究为HT1的治疗提供了新的思路和方法[3]。此外,研究发现,HPD基因的突变与免疫治疗后的HPD现象相关。在一项病例报道中,研究人员发现,在免疫治疗过程中出现HPD的患者,其肿瘤组织中FAT4、SMARCA4、CYLD、CTNNB1和KIT等基因的突变频率显著增加[4]。
综上所述,Hpd基因在酪氨酸代谢、免疫治疗和肥胖症等方面具有重要意义。研究Hpd基因的功能和调控机制,有助于深入理解相关疾病的发病机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Li, Gaopeng, Choi, Jae Eun, Kryczek, Ilona, Chinnaiyan, Arul M, Zou, Weiping. 2023. Intersection of immune and oncometabolic pathways drives cancer hyperprogression during immunotherapy. In Cancer cell, 41, 304-322.e7. doi:10.1016/j.ccell.2022.12.008. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36638784/
2. Dong, Tien S, Luu, Kayti, Lagishetty, Venu, Pisegna, Joseph R, Jacobs, Jonathan P. 2020. A High Protein Calorie Restriction Diet Alters the Gut Microbiome in Obesity. In Nutrients, 12, . doi:10.3390/nu12103221. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33096810/
3. Ates, Ilayda, Stuart, Callie, Rathbone, Tanner, Bissig, Karl-Dimiter, Cottle, Renee N. 2024. Ex vivo gene editing and cell therapy for hereditary tyrosinemia type 1. In Hepatology communications, 8, . doi:10.1097/HC9.0000000000000424. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38668730/
4. Zhang, Yao, Yang, Jiayao, Shao, Tianyu, Shu, Qijin, Shou, Liumei. 2024. Exploration of genetic characterization in hyperprogressive disease after immunotherapy retreatment in a patient with LCNEC: A case report. In Human vaccines & immunotherapeutics, 20, 2313281. doi:10.1080/21645515.2024.2313281. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38348622/