先天性糖基化障碍（CDG）是一类蛋白质或脂类糖基化缺乏的代谢性疾病。迄今为止，已有多个基因的突变被证明是导致CDG的原因[1-3]，且大多数亚型缺乏有效的治疗方案。CDG相关的基因之一GDP-甘露糖焦磷酸化酶B（GMPPB）[4]，以甘露糖-1-磷酸和GTP为底物，催化GDP-甘露糖的形成。GMPPB-CDG患者临床表现具有异质性，既包括症状较为缓和的肢带型肌营养不良症，先天性肌无力综合症，也包括严重的先天性肌营养不良症。目前已在患者中发现了GMPPB基因的50多个突变，但基因型-表型的相关性仍不明确，GMPPB突变导致疾病发生的机制也尚不清楚，这限制了对此类疾病潜在机制的理解和治疗方案的开发。
近日，医院涂英凤、贾大与儿科蔡晓唐医生合作发表文章GMPPB-CDGassociateswithdecreasedenzymaticactivityofGMPPB，以患者中发现的GMPPB新突变为切入点，结合分子生物学、生物化学、细胞生物学多学科手段及斑马鱼模型研究GMPPB突变导致CDG的分子机制并致力于探寻潜在的疾病筛查及治疗手段，揭示了GMPPB-CDG的发生与该酶活性下降相关[5]。该研究为此类先天性糖基化相关疾病在临床上的治疗提供了重要参考依据，或可为该类疾病的筛查提供新指标。
该研究报道了一名在医院诊治的1岁男孩患者。患者早在1个月大时就出现上肢和下肢肌肉无力，肌肉活检显示为慢性肌病。脑核磁共振成像结果显示患者小脑发育异常。利用外显子组测序技术，作者发现患者GMPPB基因含有两个复合杂合子突变（c.TG(p.ValGly)和c.GA(p.GlySer))。这些突变分别遗传自他的父母，但其父母并没有显示出明显的异常（图1）。
图1Clinicalandgeneticcharacterization.
作者开发了一种测定GMPPB酶活性的方法,发现VG突变显著降低了GMPPB的酶活性；GS突变不影响酶活性，但是影响其在细胞中的定位。作者进一步检测了17个在患者中鉴定的GMPPB突变体的酶活性，相关患者的症状从轻度到严重不等。结果表明，所有突变体酶活性均显著降低，P32L和VM最低（图2）。因此，GMPPB的酶活性受损可能是GMPPB-CDG的重要原因。
图2GMPPBmutantsexhibitsignificantlydecreasedenzymaticactivity.
为了确定GMPPB在神经肌肉发育过程中的功能，作者选择了斑马鱼作为模式生物，并发现GMPPB突变体的酶活性与斑马鱼的肌肉和神经元表型相关。与GMPPBWT酶活性相当的GS可以恢复GMPPBMO导致斑马鱼轴突变短和肌肉发育紊乱的表型，而酶活性显著降低的VG则不具有恢复能力。作者进一步选择了另外两个突变，RC和P32L，得到了一致的结论（图3）。因此，GMPPB的酶活性对肌肉和神经元的发育至关重要。
图3GMPPBactivityisrequiredformuscleandneuronaldevelopment.
此外，贾大团队与北京大学高宁团队合作，于近日在NatureStructureMelocularBiology上发表了题为Cryo-EMstructuresofhumanGMPPA–GMPPB