MUC2,也称为黏蛋白2,是人类肠道黏液层的主要凝胶形成成分,在肠道保护中起着至关重要的作用。MUC2基因编码的蛋白质是一种大分子量的糖蛋白,其结构特点是富含苏氨酸和丝氨酸的串联和规则重复序列,这些序列是连接寡糖侧链的潜在位点[1]。MUC2蛋白通过二硫键连接形成大型的多聚体,这些多聚体在肠道中形成保护性凝胶层,能够有效地隔离和排除病原体、毒素和异物[3]。
近年来,MUC2基因和其编码的蛋白质在多种疾病中的作用受到了广泛关注。研究表明,MUC2基因的异常表达和功能改变与炎症性肠病、结直肠癌和胰腺癌等疾病的发生和发展密切相关。例如,MUC2基因敲除小鼠表现出自发性结肠炎的症状,这表明MUC2在结肠保护中发挥着关键作用[3]。此外,MUC2基因的甲基化状态也被发现与结直肠癌和胰腺癌的发生和发展有关。在结直肠癌组织中,MUC2基因启动子区域的低甲基化状态与MUC2的高表达水平相关,而在胰腺癌组织中,MUC2基因的甲基化状态则与MUC2的表达水平呈负相关[4,2]。
除了在肠道保护中的作用,MUC2基因的表达和功能还受到多种因素的调控。例如,研究发现,白三烯D4可以上调MUC2基因的转录,这可能是通过CysLT1受体、G蛋白、蛋白激酶C、MEK、ERK和NF-κB等信号通路实现的[5]。此外,MUC2基因启动子区域的甲基化状态也会影响MUC2基因的表达。例如,猪MUC2基因启动子区域的甲基化会抑制MUC2基因的表达,从而增加猪对猪流行性腹泻病毒感染的易感性[6]。
综上所述,MUC2基因和其编码的蛋白质在肠道保护、炎症性肠病、结直肠癌和胰腺癌等多种疾病的发生和发展中发挥着重要作用。MUC2基因的表达和功能受到多种因素的调控,包括基因甲基化、信号通路激活和转录因子结合等。深入研究和理解MUC2基因的功能和调控机制,有助于我们更好地理解肠道保护机制,并为相关疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Allen, A, Hutton, D A, Pearson, J P. . The MUC2 gene product: a human intestinal mucin. In The international journal of biochemistry & cell biology, 30, 797-801. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/9722984/
2. Zhou, Hanyu, Zhu, Yingwei, Wei, Feifei, Xu, Kequn, Cheng, Yuqing. 2019. Significance of MUC2 gene methylation detection in pancreatic cancer diagnosis. In Pancreatology : official journal of the International Association of Pancreatology (IAP) ... [et al.], 19, 1049-1053. doi:10.1016/j.pan.2019.09.012. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31590960/
3. Van der Sluis, Maria, De Koning, Barbara A E, De Bruijn, Adrianus C J M, Renes, Ingrid B, Einerhand, Alexandra W C. . Muc2-deficient mice spontaneously develop colitis, indicating that MUC2 is critical for colonic protection. In Gastroenterology, 131, 117-29. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16831596/
4. Okudaira, Keisuke, Kakar, Sanjay, Cun, Lisa, Kim, Young S, Deng, Gouren. . MUC2 gene promoter methylation in mucinous and non-mucinous colorectal cancer tissues. In International journal of oncology, 36, 765-75. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20198318/
5. Suzuki, Shinya, Takeuchi, Kazuhiko, Ishinaga, Hajime, Basbaum, Carol, Majima, Yuichi. 2008. Leukotriene D4 upregulates MUC2 gene transcription in human epithelial cells. In Pharmacology, 81, 221-8. doi:10.1159/000112866. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18176092/
6. Xiao, Yeyi, Zhou, Yajing, Sun, Shouyong, Wu, Shenglong, Bao, Wenbin. 2021. Effect of Promoter Methylation on the Expression of Porcine MUC2 Gene and Resistance to PEDV Infection. In Frontiers in veterinary science, 8, 646408. doi:10.3389/fvets.2021.646408. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33996974/