+7 (953) 870-47-02
Отправить письмо
С 9:00 до 21:00 Без выходных

  • Ваша корзина пуста!

  • Ген SLC24A2

Ген SLC24A2

Ген SLC24A2 (Solute Carrier Family 24 Member 2) - Кодирует белок, принадлежащий к суперсемейству антипортеров кальция/катионов, конкретно к ветви натрий-калий-кальциевых обменников (NCKX).

Ген SLC24A2 играет важную роль в транспорте ионов через клеточные мембраны, обеспечивая гомеостаз кальция в клетках, что критично для множества физиологических процессов, включая зрительную сигнализацию, нейронную активность и защиту клеток от повреждений.


1. Общая характеристика гена SLC24A2

Локализация:

  • Ген расположен на хромосоме 9 человека (9p22.1).

Функция белка:

Белок SLC24A2 (NCKX2) обеспечивает антипорт, обменивая один ион Ca²⁺ и один ион K⁺ на четыре иона Na⁺ через плазматическую мембрану, что позволяет регулировать концентрацию свободного кальция в клетках, что особенно важно в нейронах и фоторецепторах (колбочках сетчатки).

Тканевая экспрессия:

Ген преимущественно экспрессируется в головном мозге (особенно в коре и гиппокампе), сетчатке глаза (в колбочках), а также в бета-клетках поджелудочной железы. Экспрессия также обнаружена в жабрах у рыб (данные по модельным организмам, таким как Danio rerio).(https://zfin.org/ZDB-GENE-060825-277)(https://www.scienceopen.com/document?vid=5cc41981-e951-4ad5-91a9-ca1f2444c537)

Структура белка:

Белок NCKX2 содержит:

  • Два набора гидрофобных трансмембранных сегментов, разделенных центральной цитоплазматической петлей.
  • Гидрофильные петли, характерные для семейства NCKX.
  • Потенциальную сигнальную последовательность на N-конце.(https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=SLC24A2)


2. Функции гена и белка

SLC24A2 участвует в следующих ключевых процессах:

1. Регуляция кальциевого гомеостаза:

  • В нейронах SLC24A2 регулирует внутриклеточную концентрацию Ca²⁺, что важно для синаптической пластичности, нейротрансмиссии и предотвращения кальциевой перегрузки при ишемических повреждениях.(https://gene.sfari.org/database/human-gene/SLC24A2)
  • В фоторецепторах колбочек сетчатки белок участвует в светоиндуцированном снижении концентрации свободного кальция, что необходимо для зрительной сигнализации.(https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=SLC24A2)

2. Нейропротекция:

  • SLC24A2 может играть защитную роль при ишемических повреждениях мозга, предотвращая накопление токсичных уровней кальция в нейронах.(https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=SLC24A2)

3. Синаптическая пластичность:

  • Исследования на мышах с нокаутом SLC24A2 показали снижение долгосрочной потенциации (LTP) и усиление долгосрочной депрессии (LTD) в гиппокампе, что указывает на роль гена в процессах обучения и памяти.(https://gene.sfari.org/database/human-gene/SLC24A2)

4. Роль в бета-клетках поджелудочной железы:


3. Связанные заболевания и фенотипы

Мутации и дисрегуляция SLC24A2 ассоциированы с несколькими патологическими состояниями:

1. Неврологические расстройства:

Аутизм (ASD):

  • В исследованиях выявлены редкие варианты гена SLC24A2 у пациентов с аутизмом.
  • Пaternally унаследованная делеция, нарушающая экзон SLC24A2, была обнаружена у пробанда с ASD, но не у его пораженного брата.(https://gene.sfari.org/database/human-gene/SLC24A2)
  • Де ново миссенс-вариант (c.1052T>A; p.Ile351Lys), предсказанный как повреждающий, идентифицирован у японского пациента с ASD.(https://gene.sfari.org/database/human-gene/SLC24A2)

Эпилепсия:

Нарушения памяти и обучения:

2. Онкологические заболевания:

3. Тип 2 диабет (T2D):

  • SLC24A2 ассоциирован с уровнем глюкозы в плазме натощак (FPG).
  • Ген участвует в рибосомальной биогенезе в бета-клетках, что может влиять на развитие T2D.
  • На основе 10 связанных генов (RRP36, RPF1, GRWD1, FBL, EXOSC5, BCCIP, UTP14A, TWISTNB, TBL3, SKIV2L) была построена прогностическая модель T2D с AUC = 0.841.(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9122708/)


4. Ключевые исследования и материалы

Ниже приведены основные направления исследований, связанных с SLC24A2, с указанием источников и выводов:

1. Роль в нейрональной функции и аутизме:

Li et al., 2006: Исследование роли SLC24A2 в синаптической пластичности.(https://gene.sfari.org/database/human-gene/SLC24A2)

Prasad et al., 2012: Пaternally унаследованная делеция экзона SLC24A2 обнаружена у пробанда с ASD, но не у его пораженного брата, что указывает на потенциальную связь с аутизмом.(https://gene.sfari.org/database/human-gene/SLC24A2)

Takata et al., 2018: Де ново миссенс-вариант (c.1052T>A; p.Ile351Lys), предсказанный как повреждающий, идентифицирован у японского пациента с ASD.(https://gene.sfari.org/database/human-gene/SLC24A2)

2. Связь с типом 2 диабетом и раком:

Multiomics Integrated Analysis, 2022: Исследование выявило SLC24A2 как ключевой ген, связанный с FPG и T2D. Анализ дифференциально экспрессированных генов (DEGs) показал их обогащение в путях, связанных с раком. Ген влияет на рибосомальную функцию бета-клеток, связывая T2D и онкологические заболевания. Прогностическая модель T2D на основе 10 связанных генов показала высокую точность (AUC = 0.841).(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9122708/)(https://www.scienceopen.com/document?vid=5cc41981-e951-4ad5-91a9-ca1f2444c537)

PDAC Study, PubMed:

Новый вариант SLC24A2 (E287D) был идентифицирован при аденокарциноме поджелудочной железы.

Новый вариант SLC24A2 (E287D) снижает стабильность белка, что подтверждено анализами in silico, I-Mutant и вестерн-блоттингом.(https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28413183/)

3. Роль в зрительной системе:

  • SLC24A2 участвует в зрительной сигнализации колбочек сетчатки, регулируя светоиндуцированное снижение концентрации Ca²⁺, что делает ген важным для фоторецепторной функции.(https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=SLC24A2)

4. Модельные организмы:

Мыши: Нокаут SLC24A2 у мышей приводит к нарушению синаптической пластичности, дефицитам памяти и обучения, а также снижению кальциевого потока в нейронах.(https://gene.sfari.org/database/human-gene/SLC24A2)

Рыбы (Danio rerio): Ген slc24a2 экспрессируется в жабрах и участвует в транспорте кальция и регуляции синаптической пластичности.(https://zfin.org/ZDB-GENE-060825-277)

5. Биоинформатический анализ:

  • Анализы GO, KEGG и GSEA показали, что гены, связанные с SLC24A2, участвуют в рибосомальном биогенезе, регуляции дифференцировки жировых клеток и других биологических процессах.(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9122708/)
  • Алгоритм Cytohubba выявил 10 хабовых генов, связанных с SLC24A2, которые используются для прогнозирования T2D.(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9122708/)


5. Потенциальные клинические применения

Диагностика:

Терапия:

  • Разработка ингибиторов SLC24A2 может быть перспективной для лечения T2D и связанных с ним онкологических заболеваний. Однако необходимы дальнейшие исследования in vivo и in vitro.(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9122708/)
  • Модуляция кальциевого обмена через SLC24A2 может быть полезна для нейропротекции при ишемических повреждениях мозга.(https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=SLC24A2)

Прогностические модели:


6. Ограничения исследований

Недостаток экспериментальных данных:

  • Многие выводы основаны на биоинформатическом анализе, и необходимы дополнительные исследования in vivo и in vitro для подтверждения механизмов.(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9122708/)

Ограниченная выборка:

Специфичность вариантов:

  • Некоторые варианты SLC24A2 (например, E287D) требуют дальнейшего изучения для подтверждения их роли в онкогенезе.(https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28413183/)


7. Ресурсы для дальнейшего изучения

Для углубленного изучения SLC24A2 и связанных исследований рекомендуются следующие источники:

Базы данных:

GeneCards: Подробная информация о функции, экспрессии и путях SLC24A2.(https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=SLC24A2)

NCBI Gene: Официальные данные о гене и его вариантах.(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene?Db=gene&Cmd=DetailsSearch&Term=25769)

The Human Protein Atlas: Данные об экспрессии белка SLC24A2.(https://www.proteinatlas.org/ENSG00000155886-SLC24A2)

OMIM: Информация о фенотипах, связанных с семейством SLC24.(https://omim.org/entry/609802)

Публикации:

Li et al., 2006: Исследование роли SLC24A2 в синаптической пластичности.(https://gene.sfari.org/database/human-gene/SLC24A2)

Multiomics Integrated Analysis, 2022:

 PDAC Study, PubMed:

Модельные организмы:

Mouse Genome Informatics (MGI): Данные о фенотипах мышей с нокаутом SLC24A2.(https://www.informatics.jax.org/marker/MGI:1923626)

ZFIN: Информация о slc24a2 у Danio rerio.(https://zfin.org/ZDB-GENE-060825-277)


Заключение

Ген SLC24A2 - играет важную роль в регуляции кальциевого гомеостаза, синаптической пластичности и зрительной сигнализации, а также имеет потенциальное значение в патогенезе аутизма, эпилепсии, типа 2 диабета и онкологических заболеваний.

Исследования подчеркивают его многофункциональность и связь с ключевыми биологическими процессами, такими как рибосомальный биогенез и нейропротекция.

Для полного понимания механизмов и разработки терапевтических подходов необходимы дополнительные экспериментальные данные и клинические исследования.