DGAT1缺陷患者的肠道功能衰竭与脂质代谢异常

背景与目的：先天性腹泻病是一种罕见的遗传性肠道疾病，以顽固性、有时危及生命的腹泻和营养吸收不良为特征；部分病例与催化甘油二酯和酰基辅酶A形成甘油三酯的二酰基甘油酰基转移酶1（DGAT1）突变有关。我们利用患者来源的类器官研究了DGAT1缺陷导致肠道功能衰竭的机制。方法：我们收集了来自6个无亲缘关系谱系的10名患者的血液样本，这些患者表现为早发性严重腹泻和/或呕吐、低白蛋白血症和/或（致命性）伴有肠道功能衰竭的蛋白丢失性肠病；我们对其中8名患者的DNA进行了新一代测序分析。从3名患者和3名健康个体（对照）的十二指肠活检组织中生成了类器官。用表达全长或突变形式DGAT1或全长DGAT2的载体转染或转导Caco-2细胞和患者来源的真皮成纤维细胞。我们在对照肠道类器官中进行了CRISPR/Cas9引导的DGAT1敲除。通过免疫印迹、免疫荧光、流式细胞术、色谱法、定量实时聚合酶链反应以及caspase 3和7活性检测对细胞和类器官进行分析。结果：在这10名患者中，我们鉴定了5个DGAT1的双等位基因功能丧失突变。在患者来源的成纤维细胞和类器官中，这些突变降低了DGAT1蛋白的表达并改变了甘油三酯代谢，导致添加油酸后脂滴形成减少。在患者来源的成纤维细胞中表达全长DGAT2恢复了脂滴的形成。与对照类器官相比，来自DGAT1突变患者的类器官对脂质诱导的细胞死亡更敏感。结论：我们鉴定了一个由DGAT1突变导致其产物表达降低的先天性腹泻病患者队列；来自这些患者的真皮成纤维细胞和肠道类器官表现出脂质代谢改变，并对脂质诱导的细胞死亡敏感。在这些细胞中表达全长野生型DGAT1或DGAT2恢复了正常的脂质代谢。这些发现表明DGAT1在肠道上皮脂肪代谢和脂毒性中的重要性。无脂饮食可能作为DGAT1表达降低患者的一线治疗。识别与先天性腹泻病相关的遗传变异对于正确诊断和选择治疗策略非常重要。