IDH1基因｜基因功能、疾病关联、突变与基因编辑研究
IDH1基因编码异柠檬酸脱氢酶1，其突变在多种肿瘤中具有重要致病作用，是癌症研究的关键靶点。
基因信息卡
| 基因符号 | IDH1 |
|---|---|
| 基因全名 | isocitrate dehydrogenase (NADP(+)) 1 |
| 基因类型 | protein-coding |
| 染色体位置 | 2q34 |
| NCBI Gene ID | 3417 ncbi.nlm.nih.gov/gene/3417 |
| Ensembl ID | ENSG00000138413 |
| UniProt ID | O75874 |
| OMIM ID | 147700 |
| HGNC ID | 5382 |
| 基因别名 | IDH, IDP, IDCD, HEL-216, HEL-S-26 |
基因功能与研究简介
IDH1基因编码异柠檬酸脱氢酶1，该酶催化异柠檬酸氧化脱羧生成α-酮戊二酸，同时将NADP+还原为NADPH。IDH1主要存在于细胞质和过氧化物酶体中，参与细胞代谢、氧化应激防御和脂质合成等过程。IDH1突变（尤其是R132位点）导致酶活性改变，产生致癌代谢物2-羟戊二酸（2-HG），抑制α-KG依赖性双加氧酶，影响表观遗传和细胞分化，在多种肿瘤中发挥重要作用。
疾病关联
| 疾病类别 | 疾病生理机制 | 基因组证据 |
|---|---|---|
| 胶质瘤 | IDH1突变（如R132H）导致2-HG积累，抑制组蛋白去甲基化酶和DNA去甲基化酶，引起表观遗传异常，促进肿瘤发生。 | 已明确致病 |
| 急性髓系白血病（AML） | IDH1突变在AML中常见，导致2-HG产生，阻断造血细胞分化，促进白血病发生。 | 已明确致病 |
| 软骨肉瘤 | IDH1突变在软骨肉瘤中频繁出现，可能通过2-HG影响细胞分化。 | 具有较强研究证据 |
| 胆管癌 | IDH1突变在肝内胆管癌中常见，与肿瘤发生相关。 | 具有较强研究证据 |
| 黑色素瘤 | IDH1突变在部分黑色素瘤中检测到，但功能意义尚不完全明确。 | 潜在关联 |
表达谱
组织表达
| 组织 | nTPM | 级别 |
|---|---|---|
| 肝脏 | 暂无可靠数据 | 高表达 |
| 肾脏 | 暂无可靠数据 | 高表达 |
| 脑 | 暂无可靠数据 | 中等表达 |
| 心脏 | 暂无可靠数据 | 中等表达 |
| 骨骼肌 | 暂无可靠数据 | 低表达 |
细胞系表达
| 细胞系 | nTPM | 笔记 |
|---|---|---|
| U87MG（胶质母细胞瘤细胞系） | 暂无可靠数据 | 野生型IDH1表达 |
| HT1080（纤维肉瘤细胞系） | 暂无可靠数据 | 内源性IDH1表达 |
| HEK293（人胚肾细胞系） | 暂无可靠数据 | 常用于IDH1突变研究 |
数据来源：Human Protein Atlas（proteinatlas.org）
突变与遗传变异
Hotspot Mutations
| 变体 | 类型 | 频率 | 功能描述 |
|---|---|---|---|
| R132H | 错义突变 | 胶质瘤中约70-80%的IDH1突变 | 功能获得性突变，产生2-HG，致癌 |
| R132C | 错义突变 | AML中常见 | 功能获得性突变，产生2-HG |
| R132G | 错义突变 | 少见 | 功能获得性突变，产生2-HG |
| R132S | 错义突变 | 少见 | 功能获得性突变，产生2-HG |
| R132L | 错义突变 | 少见 | 功能获得性突变，产生2-HG |
突变功能分类
Loss of Function（功能缺失，LOF）
暂无明确证据表明IDH1突变导致功能丧失。
Gain of Function（功能获得，GOF）
IDH1突变（如R132）获得新功能，催化α-KG转化为2-HG，导致代谢异常和肿瘤发生。
Dominant Negative（显性负效应，DN）
暂无明确证据表明IDH1突变具有显性负效应。
查看完整突变数据：
基因本体论 (Gene Ontology)
| • GO:0004450 (isocitrate dehydrogenase (NADP+) activity) | • GO:0005737 (cytoplasm) |
| • GO:0005777 (peroxisome) | • GO:0006099 (tricarboxylic acid cycle) |
| • GO:0006749 (glutathione metabolic process) | • GO:0055114 (oxidation-reduction process) |
相关通路
• hsa00020 (Citrate cycle (TCA cycle))
• hsa00280 (Valine
• leucine and isoleucine degradation)
• hsa00410 (beta-Alanine metabolism)
• hsa00620 (Pyruvate metabolism)
• hsa00630 (Glyoxylate and dicarboxylate metabolism)
• hsa01100 (Metabolic pathways)
蛋白质功能简介
IDH1蛋白是由414个氨基酸组成的同源二聚体，定位于细胞质和过氧化物酶体。它催化异柠檬酸氧化脱羧生成α-酮戊二酸，同时将NADP+还原为NADPH，为细胞提供还原力。IDH1突变（如R132）导致酶活性改变，产生致癌代谢物2-羟戊二酸（2-HG），竞争性抑制α-KG依赖性双加氧酶，影响组蛋白和DNA甲基化，导致细胞分化受阻和肿瘤发生。
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