Ген SLC1A1

Ген SLC1A1 (solute carrier family 1 member 1) - Кодирует белок EAAC1 (EAAT3) и расположен на хромосоме 9 (9p24.2) - высокоаффинный транспортер глутамата, относящийся к семейству натрий-зависимых переносчиков.

Белок EAAC1 играет ключевую роль в транспорте глутамата и аспартата через клеточные мембраны, а также участвует в поглощении цистеина - предшественника антиоксиданта глутатиона.

Функции белка EAAC1

1. Транспорт нейромедиаторов:

• EAAC1 обеспечивает обратный захват глутамата из синаптической щели, предотвращая его нейротоксическое накопление, что критически важно для поддержания нормальной передачи сигналов в ЦНС.

2. Защита от окислительного стресса:

• Белок участвует в поглощении цистеина, необходимого для синтеза глутатиона.
• Дефицит EAAC1 приводит к снижению уровня глутатиона в нейронах, что увеличивает их уязвимость к окислительному стрессу и нейродегенерации.

3. Роль в периферических тканях:

• В почках и кишечнике EAAC1 обеспечивает реабсорбцию глутамата и аспартата, предотвращая их потерю с мочой.

Заболевания, ассоциированные с мутациями в SLC1A1

1. Дикарбоновая аминоацидурия (OMIM: 222730):

• Аутосомно-рецессивное заболевание, вызванное мутациями в SLC1A1.
• Характеризуется повышенным уровнем глутамата и аспартата в моче.
• У пациентов наблюдаются задержка развития и неврологические нарушения.
• Эксперименты на мышах с нокаутом гена подтвердили связь между его дисфункцией и патологией .

2. Психические расстройства:

Шизофрения 18 (OMIM: 615232):

• У членов семьи с делецией в регуляторной области SLC1A1 выявлена высокая частота психозов.

Обсессивно-компульсивное расстройство (ОКР):

• Мета-анализ показал связь полиморфизмов гена с ОКР.
• Альтернативные изоформы SLC1A1 могут влиять на активность транспортера, нарушая глутаматергическую передачу.

3. Нейродегенеративные заболевания:

• У мышей с дефицитом SLC1A1 развивается прогрессирующая потеря дофаминовых нейронов (как при болезни Паркинсона) и когнитивные нарушения, что связано с окислительным стрессом из-за дефицита глутатиона.

Методы исследования и клиническое применение

1. Генетическая диагностика:

• Ген SLC1A1 включен в панели для диагностики нейродегенеративных и неврологических заболеваний (например, «Большая неврологическая панель»), где используется NGS-секвенирование для выявления SNV, CNV и других мутаций.

2. Биоинформатический анализ:

• При изучении геномных аномалий у детей с эпилепсией и умственной отсталостью SLC1A1 был идентифицирован как один из генов-кандидатов, связанных с патологией.

3. Экспериментальные подходы:

• Антитела к SLC1A1 применяются в исследованиях для визуализации белка в тканях (например, в иммуногистохимии) и анализа его экспрессии.

Перспективы исследований

Терапевтические стратегии:

• В экспериментах на мышах показано, что введение N-ацетилцистеина (предшественника глутатиона) частично восстанавливает функции нейронов, что открывает пути для лечения нейродегенеративных заболеваний.

Генетический скрининг:

• Выявление носителей мутаций в SLC1A1 помогает оценить риски наследственных заболеваний при планировании семьи.

Заключение

Ген SLC1A1 - играет ключевую роль в поддержании гомеостаза глутамата и защите от окислительного стресса.

Его дисфункция связана с широким спектром патологий - от метаболических нарушений до нейродегенерации и психических расстройств.

Современные методы генетической диагностики и исследования in vivo продолжают расширять понимание его роли в физиологии и патологии.