ETFDH基因c.770A>G基因敲入脂质沉积性肌病小鼠模型的建立及其致病机制的研究

脂质沉积性肌病（LSM）是脂肪代谢障碍导致过多的脂滴在肌纤维内沉积而引起的一组疾病。我们的前期研究结果表明，中国人群脂质沉积性肌病发病率高于国外，病因多为ETFDH基因突变导致的晚发型MADD，且国内ETFDH基因突变患者对核黄素治疗反应良好。我国脂质沉积性肌病患者基因突变谱与国外有明显差异，中国人群的ETFDH基因突变位点主要位于FAD结合域，并存在热点突变。其中，c.770A>G突变位点为我国南方和北方人群都常见的突变位点。本研究拟通过建立ETFDH 基因c.770A>G基因敲入小鼠，成功构建脂质沉积性肌病的小鼠模型，利用在体研究探讨ETFDH基因突变在脂质沉积性肌病发病中的作用和大剂量核黄素治疗遗传代谢性疾病的药理机制，以及诱发脂质沉积性肌病发病的因素。本研究也有利于探讨大剂量核黄素对线粒体功能的保护及有助于开发核黄素在神经系统其他能量代谢障碍疾病中的应用。

脂质沉积性肌病（lipid storage myopathy, LSM）是一组由于脂质代谢过程中的酶或肉碱等缺乏，导致异常增多的脂肪在肌纤维内堆积而引起的肌病。中国人脂质沉积性肌病病因主要是多种酰基辅酶A脱氢缺陷（MADD）。超过80%的核黄素反应性MADD患者被证明是由于ETFDH基因突变导致。我们分析了一大组共90名无遗传相关性的中国MADD患者的ETFDH突变谱，发现c.1227A>C，c.770A>G和c.250G>A为我国人群最常见突变位点，其中检测出c.250G>A突变的患者大多数为该位点纯和突变，其编码氨基酸在各个物种中均保守，提示该位点对于蛋白的正常功能发挥有重要的作用。因此，我们建立了ETFDH 基因c.250G>A突变基因敲入小鼠，通过特殊饮食诱导，成功构建MADD小鼠模型，该小鼠模型表现出血中中长链脂肪酸增加、肝脏脂肪变性、肌肉内脂质沉积等MADD特点，且大剂量核黄素治疗效果明显。应用该小鼠进行的MADD发病机制研究中发现，与同窝对照相比，MADD小鼠体内FAD含量在核黄素供给减少及脂肪氧化压力增加的情况下显著降低，在体内FAD浓度较低时，纯合子小鼠体内ETF:QO蛋白含量明显减少。在MADD患者皮肤成纤维细胞内亦存在线粒体FAD含量继发性减少及ETF:QO含量的降低，因此推测继发性FAD含量波动导致ETF:QO含量变化或是MADD发病的重要环节。而大剂量核黄素供给的条件下，小鼠及患者体内FAD池充盈，一方面FAD直接推进了脂肪酸氧化过程中的电子传递，另一方面，FAD通过稳定ETF:QO的结构而进一步改善脂肪酸氧化剂能量代谢过程，从而减少脂肪蓄积，改善症状。