导读：假尿嘧啶化在多种生理和病理过程中发挥着重要的调节作用。在一些疾病，如线粒体肌病、乳酸性酸中毒及铁粒幼细胞性贫血（MLASA）中，假尿嘧啶化缺陷主要由假尿嘧啶合成酶1（PUS1）基因的突变引发。然而，假尿嘧啶化在正常红细胞生成和MLASA中的具体作用及机制仍不完全清楚。为了进一步探讨这一领域，本研究创建了一个携带PUS1酶结构域点突变（R110W）的小鼠模型，模拟人类MLASA中的常见突变。

在4周龄时，Pus1突变小鼠表现出贫血的症状。研究发现，突变红母细胞中线粒体的氧化磷酸化受损，突变细胞显现出针对tRNA的假尿嘧啶化缺陷，导致tRNA谱发生变化、核糖体蛋白基因的翻译效率降低和珠蛋白合成减少，从而引起红细胞生成的无效。这项研究为理解假尿嘧啶化在红细胞生成中的作用提供了直接证据，强调了假尿嘧啶化在调节tRNA稳态、细胞质翻译及红细胞生成中的关键角色。

研究结果表明，PUS1的R110W突变导致小鼠在4周龄时出现贫血。人类和小鼠的PUS1蛋白表现出两种异构体，短异构体位于细胞核中，而长异构体则携带线粒体靶向信号并在线粒体中存在。PUS1-427中的R144W突变在MLASA患者中十分常见。与对照组比较，R110W小鼠的骨髓细胞中Pus1 RNA水平显著高于正常组，而其蛋白水平相对一致。表型分析显示，该小鼠体重略低于对照，而脾脏则出现明显萎缩。全血细胞计数分析证实，R110W小鼠的红细胞及血红蛋白水平均低于对照组，进一步表明PUS1有突变的R110W可能导致小鼠贫血。

关于红细胞功能的损伤，R110W小鼠的骨髓及脾脏中未成熟有核红细胞的频率分析显示，嗜碱性红细胞的比例上升，提示红细胞生成过程受到了影响。进一步研究发现，PUS1 R110W突变不仅影响了红细胞与血小板功能，还削弱了造血干细胞在移植压力下的自我更新能力。

在氧化磷酸化方面，R110W突变小鼠的红母细胞氧气消耗率显著降低，细胞活性氧（ROS）水平则显著上升。这说明PUS1的R110W突变可能特异性影响了某些线粒体氧化磷酸化复合物的功能。通过对tRNA谱进行分析，结果表明R110W突变小鼠中mt-tRNAIle和mt-tRNATyr的表达显著改变，PUS1突变对其丰度的影响不容忽视。

此外，R110W突变小鼠的核糖体蛋白基因的翻译效率显著降低，导致红细胞合成的不足。RNA-seq和Ribo-seq分析表明，PUS1突变导致细胞质蛋白整体翻译的下降，与红细胞生成的缺陷密切相关。实验还表明，氧化磷酸化和细胞质翻译的功能障碍共同促进了相关综合征的发病机制。

研究结论：PUS1 R110W突变小鼠表现出贫血及OXPHOS缺陷，重现了MLASA患者的血液学表型。假尿嘧啶的缺失导致目标tRNA的表达变化，最终影响核糖体蛋白的合成，导致无效红细胞生成。这项研究揭示了尊龙凯时人生就博在红细胞生成过程中维持线粒体功能的关键作用，表明调节线粒体稳态和翻译可能成为先天性贫血及线粒体相关贫血综合征的潜在治疗策略。