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Physiological Perspectives on the Use of Triheptanoin as Anaplerotic Therapy for Long Chain Fatty Acid Oxidation Disorders
Frontiers in Genetics ( IF 2.8 ) Pub Date : 2020-11-27 , DOI: 10.3389/fgene.2020.598760
Evgenia Sklirou , Ahmad N. Alodaib , Steven F. Dobrowolski , Jerry Vockley

Inborn errors of mitochondrial fatty acid oxidation (FAO) comprise the most common group of disorders identified through expanded newborn screening mandated in all 50 states in the United States, affecting 1:10,000 newborns. While some of the morbidity in FAO disorders (FAODs) can be reduced if identified through screening, a significant gap remains between the ability to diagnose these disorders and the ability to treat them. At least 25 enzymes and specific transport proteins are responsible for carrying out the steps of mitochondrial fatty acid metabolism, with at least 22 associated genetic disorders. Common symptoms in long chain FAODs (LC-FAODs) in the first week of life include cardiac arrhythmias, hypoglycemia, and sudden death. Symptoms later in infancy and early childhood may relate to the liver or cardiac or skeletal muscle dysfunction, and include fasting or stress-related hypoketotic hypoglycemia or Reye-like syndrome, conduction abnormalities, arrhythmias, dilated or hypertrophic cardiomyopathy, and muscle weakness or fasting- and exercise-induced rhabdomyolysis. In adolescent or adult-onset disease, muscular symptoms, including rhabdomyolysis, and cardiomyopathy predominate. Unfortunately, progress in developing better therapeutic strategies has been slow and incremental. Supplementation with medium chain triglyceride (MCT; most often a mixture of C8–12 fatty acids containing triglycerides) oil provides a fat source that can be utilized by patients with long chain defects, but does not eliminate symptoms. Three mitochondrial metabolic pathways are required for efficient energy production in eukaryotic cells: oxidative phosphorylation (OXPHOS), FAO, and the tricarboxylic (TCA) cycle, also called the Krebs cycle. Cell and mouse studies have identified a deficiency in TCA cycle intermediates in LC-FAODs, thought to be due to a depletion of odd chain carbon compounds in patients treated with a predominantly MCT fat source. Triheptanoin (triheptanoyl glycerol; UX007, Ultragenyx Pharmaceuticals) is chemically composed of three heptanoate (seven carbon fatty acid) molecules linked to glycerol through ester bonds that has the potential to replete TCA cycle intermediates through production of both acetyl-CoA and propionyl-CoA through medium chain FAO. Compassionate use, retrospective, and recently completed prospective studies demonstrate significant reduction of hypoglycemic events and improved cardiac function in LC-FAOD patients, but a less dramatic effect on muscle symptoms.



中文翻译:

使用三庚酸甘油酯作为长链脂肪酸氧化紊乱的过失疗法的生理学观点

线粒体脂肪酸氧化(FAO)的先天性错误是通过在美国所有50个州强制实施的扩大新生儿筛查确定的最常见疾病,影响了1:10,000新生儿。如果通过筛查可以减少粮农组织疾病(FAOD)的某些发病率,但诊断这些疾病的能力和治疗这些疾病的能力之间仍存在巨大差距。至少有25种酶和特定的转运蛋白负责进行线粒体脂肪酸代谢的步骤,以及至少22种相关的遗传疾病。在生命的第一周,长链FAOD(LC-FAOD)的常见症状包括心律不齐,血糖过低和猝死。婴儿晚期和儿童早期的症状可能与肝脏或心脏或骨骼肌功能障碍有关,包括禁食或与压力有关的低酮症性低血糖症或Reye样综合征,传导异常,心律不齐,扩张性或肥厚性心肌病,以及肌肉无力或禁食和运动引起的横纹肌溶解。在青少年或成人发病的疾病中,包括横纹肌溶解和心肌病在内的肌肉症状占主导。不幸的是,开发更好的治疗策略的进展缓慢而渐进。补充中链甘油三酸酯(MCT;最常见的是包含甘油三酸酯的C8–12脂肪酸的混合物)可提供脂肪来源,长链缺陷患者可以利用,但不能消除症状。在真核细胞中有效产生能量需要三个线粒体代谢途径:氧化磷酸化(OXPHOS),粮农组织,三羧酸(TCA)循环(也称为克雷布斯循环)。细胞和小鼠研究发现,LC-FAODs中的TCA循环中间体缺乏,这被认为是由于主要使用MCT脂肪源治疗的患者中的奇链碳化合物减少所致。三庚酸甘油酯(三庚酸甘油酯; UX007,Ultragenyx Pharmaceuticals)化学上由三个通过酯键与甘油连接的庚酸酯(七个碳脂肪酸)分子组成,它们可能通过生产乙酰辅酶A和丙酰辅酶A来补充TCA循环中间体中链粮农组织。具有同情心的使用,回顾性研究和最近完成的前瞻性研究表明,LC-FAOD患者的降血糖事件显着减少,心脏功能得到改善,但对肌肉症状的影响较小。也称为克雷布斯周期。细胞和小鼠研究发现,LC-FAODs中的TCA循环中间体缺乏,这被认为是由于主要使用MCT脂肪源治疗的患者中的奇链碳化合物减少所致。三庚酸甘油酯(三庚酸甘油酯; UX007,Ultragenyx Pharmaceuticals)化学上由三个通过酯键与甘油连接的庚酸酯(七个碳脂肪酸)分子组成,它们可能通过生产乙酰辅酶A和丙酰辅酶A来补充TCA循环中间体中链粮农组织。具有同情心的使用,回顾性研究和最近完成的前瞻性研究表明,LC-FAOD患者的降血糖事件显着减少,心脏功能得到改善,但对肌肉症状的影响较小。也称为克雷布斯周期。细胞和小鼠研究发现,LC-FAODs中的TCA循环中间体缺乏,这被认为是由于主要使用MCT脂肪源治疗的患者中的奇链碳化合物减少所致。三庚酸甘油酯(三庚酸甘油酯; UX007,Ultragenyx Pharmaceuticals)化学上由三个通过酯键与甘油连接的庚酸酯(七个碳脂肪酸)分子组成,它们可能通过生产乙酰辅酶A和丙酰辅酶A来补充TCA循环中间体中链粮农组织。具有同情心的使用,回顾性研究和最近完成的前瞻性研究表明,LC-FAOD患者的降血糖事件显着减少,心脏功能得到改善,但对肌肉症状的影响较小。细胞和小鼠研究发现,LC-FAODs中的TCA循环中间体缺乏,这被认为是由于主要使用MCT脂肪源治疗的患者中的奇链碳化合物减少所致。三庚酸甘油酯(三庚酸甘油酯; UX007,Ultragenyx Pharmaceuticals)化学上由三个通过酯键与甘油连接的庚酸酯(七个碳脂肪酸)分子组成,它们可能通过生产乙酰辅酶A和丙酰辅酶A来补充TCA循环中间体中链粮农组织。具有同情心的使用,回顾性研究和最近完成的前瞻性研究表明,LC-FAOD患者的降血糖事件显着减少,心脏功能得到改善,但对肌肉症状的影响较小。细胞和小鼠研究发现,LC-FAODs中的TCA循环中间体缺乏,这被认为是由于主要使用MCT脂肪源治疗的患者中的奇链碳化合物减少所致。三庚酸甘油酯(三庚酸甘油酯; UX007,Ultragenyx Pharmaceuticals)化学上由三个通过酯键与甘油连接的庚酸酯(七个碳脂肪酸)分子组成,它们可能通过生产乙酰辅酶A和丙酰辅酶A来补充TCA循环中间体中链粮农组织。具有同情心的使用,回顾性研究和最近完成的前瞻性研究表明,LC-FAOD患者的降血糖事件显着减少,心脏功能得到改善,但对肌肉症状的影响较小。被认为是由于主要使用MCT脂肪源治疗的患者中的奇数链碳化合物减少所致。三庚酸甘油酯(三庚酸甘油酯; UX007,Ultragenyx Pharmaceuticals)化学上由三个通过酯键与甘油连接的庚酸酯(七个碳脂肪酸)分子组成,它们可能通过生产乙酰辅酶A和丙酰辅酶A来补充TCA循环中间体中链粮农组织。具有同情心的使用,回顾性研究和最近完成的前瞻性研究表明,LC-FAOD患者的降血糖事件显着减少,心脏功能得到改善,但对肌肉症状的影响较小。被认为是由于主要使用MCT脂肪源治疗的患者中的奇数链碳化合物减少所致。三庚酸甘油酯(三庚酸甘油酯; UX007,Ultragenyx Pharmaceuticals)化学上由三个通过酯键与甘油连接的庚酸酯(七个碳脂肪酸)分子组成,它们可能通过生产乙酰辅酶A和丙酰辅酶A来补充TCA循环中间体中链粮农组织。具有同情心的使用,回顾性研究和最近完成的前瞻性研究表明,LC-FAOD患者的降血糖事件显着减少,心脏功能得到改善,但对肌肉症状的影响较小。Ultragenyx Pharmaceuticals(化学)由三个通过酯键与甘油连接的庚酸酯(七个碳脂肪酸)分子组成,该分子具有通过中链FAO生产乙酰辅酶A和丙酰辅酶A来补充TCA循环中间体的潜力。具有同情心的使用,回顾性研究和最近完成的前瞻性研究表明,LC-FAOD患者的降血糖事件显着减少,心脏功能得到改善,但对肌肉症状的影响较小。Ultragenyx Pharmaceuticals(化学)由三个通过酯键与甘油连接的庚酸酯(七个碳脂肪酸)分子组成,该分子具有通过中链FAO生产乙酰辅酶A和丙酰辅酶A来补充TCA循环中间体的潜力。具有同情心的使用,回顾性研究和最近完成的前瞻性研究表明,LC-FAOD患者的降血糖事件显着减少,心脏功能得到改善,但对肌肉症状的影响较小。

更新日期:2021-01-16
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