Гены HSPA

Гены HSPA (Heat Shock Protein Family A) кодируют белки теплового шока (HSPs) класса 70 кДа, которые играют ключевую роль в клеточном ответе на стресс, защите от повреждения белков, их фолдинге, транспорте и деградации.

Основные характеристики генов HSPA

Семейство HSPA включает несколько генов, кодирующих HSP70-белки:

1. HSPA1A и HSPA1B

• Индуцибельные формы (HSP70-1A и HSP70-1B), активируются при стрессе.

2. HSPA1L

• Менее индуцируемая форма, экспрессируется конститутивно.

3. HSPA2

• Участвует в сперматогенезе и ответе на тепловой шок.

4. HSPA5 (BiP/GRP78)

• Локализован в эндоплазматическом ретикулуме (ЭПР), участвует в фолдинге белков и UPR (unfolded protein response).

5. HSPA6 (HSP70B)

• Строго индуцируется тепловым шоком.

6. HSPA8 (HSC70)

• Конститутивно экспрессируемый шаперон.

7. HSPA9 (GRP75/mortalin)

• Митохондриальная форма, связана с апоптозом и старением.

Функции белков HSP70

Шаперонная активность:

• Помощь в правильном сворачивании белков.

Защита от стресса:

• Предотвращение агрегации денатурированных белков.

Транспорт белков:

• Помощь в переносе белков в органеллы (митохондрии, ЭПР).

Аутофагия и апоптоз:

• Регулируют гибель клеток при стрессе.

Иммунный ответ:

• Презентация антигенов через MHC.

Связанные исследования и заболевания

1. Роль в нейродегенеративных заболеваниях (болезни Альцгеймера, Паркинсона, Хантингтона):

• HSP70 предотвращает агрегацию токсичных белков (тау, α-синуклеин, huntingtin).
• Исследования показывают, что повышение HSP70 может быть терапевтической стратегией [PMID: 29410356].

2. Рак:

• HSP70 часто сверхэкспрессированы в опухолях, защищая раковые клетки от апоптоза.
• Ингибиторы HSP70 исследуются как противоопухолевые агенты [PMID: 31288053]

3. Сердечно-сосудистые заболевания: 

• Ишемия/реперфузионное повреждение: HSP70 защищает кардиомиоциты [PMID: 28912171]

4. Инфекции: 

• HSP70 взаимодействуют с вирусными белками (например, SARS-CoV-2) и могут модулировать инфекционность [PMID: 32916906]

Регуляция экспрессии HSPA

HSF1 (Heat Shock Factor 1)

• Главный транскрипционный фактор, активируемый при стрессе.

Эпигенетическая регуляция:

• Метилирование ДНК и модификации гистонов влияют на экспрессию HSPA.

Перспективные направления исследований

• Терапевтическое нацеливание на HSP70 (ингибиторы для рака, активаторы для нейропротекции).
• Генная терапия с использованием HSP70 для защиты нейронов.
• Биомаркеры - уровни HSP70 в крови коррелируют с тяжестью некоторых заболеваний.