Ген SLC24A3
Ген SLC24A3 (Solute Carrier Family 24 Member 3) - Кодирует белок, который является частью семейства калий-зависимых натрий/кальциевых обменников (Na+/Ca2+/K+ exchangers, NCKX).
Белок NCKX - играет важную роль в поддержании гомеостаза кальция в клетках, участвуя в транспорте ионов через плазматическую мембрану.
Локализация:
- Ген расположен на 20-й хромосоме человека, в регионе 19,212,642-19,722,926 пар оснований (сборка генома GRCh38.p13). (https://ghr.nlm.nih.gov/gene/SLC24A3)
Структура:
- Ген содержит несколько экзонов, кодирующих белок с несколькими трансмембранными доменами, характерными для ионных транспортеров. Белок NCKX3 относится к семейству SLC24, которое включает пять членов (SLC24A1-SLC24A5).
1. Молекулярная и функциональная роль
Белок NCKX3:
Активность:
- Обладает функцией кальций-калий-натриевого антипортера, обеспечивая обмен ионов через плазматическую мембрану. (https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=SLC24A3)
Локализация:
- Преимущественно экспрессируется в плазматической мембране клеток. В некоторых тканях наблюдается гранулярная цитоплазматическая экспрессия. (https://www.proteinatlas.org/ENSG00000185052-SLC24A3/tissue)
Тканевая экспрессия:
- Ген экспрессируется в различных тканях, включая мозг (особенно гиппокамп, с повышенной экспрессией в 4,4 раза), костную ткань, сальник и некоторые другие. (https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=SLC24A3) (https://www.proteinatlas.org/ENSG00000185052-SLC24A3/tissue) (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9122708/)
- Отмечается экспрессия в клетках островков поджелудочной железы (β-клетки).
Физиологическая роль:
- Регуляция кальциевого гомеостаза в клетках, что критично для сигнальных путей, связанных с кальцием. Участие в транспорте катионов и, возможно, в процессах, связанных с минерализацией костей, воспалительными реакциями и нейронной активностью. (https://rgd.mcw.edu/rgdweb/report/gene/main.html?id=69256) Связь с зрительным циклом в сетчатке и путями транспорта неорганических ионов. (https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=SLC24A3)
Пути и процессы:
- Ген участвует в путях, связанных с транспортом кальция и кальций-опосредованной сигнализацией. (https://rgd.mcw.edu/rgdweb/report/gene/main.html?id=69256)
- Ассоциирован с процессами, такими как визуальный цикл в палочках сетчатки и транспорт аминокислот/олигопептидов. (https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=SLC24A3)
2. Ассоциированные заболевания
- SLC24A3 связан с несколькими патологическими состояниями, хотя он не классифицируется как онкоген и не включен в перечень генов, вызывающих рак, согласно базе COSMIC. (https://cancer.sanger.ac.uk/cosmic/gene/analysis?ln=SLC24A3)
Основные ассоциации:
Рак шейки матки (CESC):
- Низкий уровень экспрессии SLC24A3 коррелирует с развитием и прогрессированием шейкокарциномы (цервикальной карциномы). (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9928512/)
- Исследования показали, что низкая экспрессия SLC24A3 связана с более высокой общей выживаемостью пациентов с CESC.
- В исследованиях использовались данные из баз TCGA, GEO (GSE44001, GSE63514) и MSigDB, а также qRT-PCR для подтверждения низкой экспрессии SLC24A3 в клеточных линиях Hela и SiHa (линии рака шейки матки) по сравнению с PANC-1 (линия рака поджелудочной железы) и HUCEC (нормальные цервикальные клетки). (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9928512/)
- SLC24A3 рассматривается как потенциальный биомаркер для прогнозирования исходов и терапии боли при CESC. (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9928512/)
Офтальмологические заболевания:
- Ген ассоциирован с задней полиморфной дистрофией роговицы 1 и эндотелиальной дистрофией роговицы, что связано с нарушением функции ионного транспорта в клетках роговицы. (https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=SLC24A3)
Костные патологии:
- В исследованиях на мышах с нокаутом гена Slc24a3 наблюдалось снижение минерального содержания костей, плотности и прочности, а также более тонкая компактная кость, что указывает на роль гена в минерализации костей. (https://www.informatics.jax.org/marker/MGI:2137513)
Неврологические и поведенческие нарушения:
- У мышей с нокаутом Slc24a3 отмечены повышенная депрессивная активность, дефицит моторного обучения и нарушения социального поведения. (https://www.informatics.jax.org/marker/MGI:2137513)
- Экспрессия SLC24A3 в гиппокампе предполагает его роль в нейрональных процессах. (https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=SLC24A3)
Другие ассоциации:
- Ген связан с аденоидной кистозной карциномой, семейной гиперинсулинемической гипогликемией 1 и новообразованиями слюнных желез (по ортологам). (https://rgd.mcw.edu/rgdweb/report/gene/main.html?id=69256)
- Исследования указывают на возможную связь с воспалительными процессами, такими как колит, у мышей с нокаутом гена. (https://www.informatics.jax.org/marker/MGI:2137513)
3. Исследовательские материалы и ресурсы
- SLC24A3 активно изучается в контексте ионного транспорта, онкологии, офтальмологии и нейробиологии.
Ключевые направления исследований и доступные ресурсы:
3.1. Геномные и протеомные базы данных:
NCBI Gene:
- Подробная информация о SLC24A3, включая последовательности, экспрессию и аннотации. (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/?term=57419) (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene?Db=gene&Cmd=DetailsSearch&Term=57419) (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene?cmd=Retrieve&dopt=full_report&list_uids=57419)
GeneCards:
- Полная информация о функции, белках, ассоциированных заболеваниях, путях и экспрессии SLC24A3. (https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=SLC24A3)
The Human Protein Atlas:
Данные об экспрессии белка SLC24A3 в тканях и раковых клетках:
- (https://www.proteinatlas.org/ENSG00000185052-SLC24A3)
- (https://www.proteinatlas.org/ENSG00000185052-SLC24A3/pathology)
- (https://www.proteinatlas.org/ENSG00000185052-SLC24A3/tissue)
COSMIC:
- Информация о соматических мутациях SLC24A3 в раковых клетках. (https://cancer.sanger.ac.uk/cosmic/gene/analysis?ln=SLC24A3)
- Подтверждается, что ген не является онкогеном, и мутации в нем не связаны с канцерогенезом.
Allen Human Brain Atlas:
Данные об экспрессии SLC24A3 в мозге, особенно в гиппокампе. (https://neurosynth.org/genes/SLC24A3/)
UCSC Genome Browser:
Геномные координаты и аннотации SLC24A3: (https://genome.cse.ucsc.edu/cgi-bin/hgGene?org=Human&hgg_chrom=none&hgg_type=knownGene&hgg_gene=uc002wrl.4)
3.2. Исследования и публикации:
Онкология:
- Исследование 2023 года выявило роль SLC24A3 как прогностического биомаркера при раке шейки матки. (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9928512/)
- Низкая экспрессия гена ассоциирована с худшим прогнозом, а ген может быть мишенью для терапии боли.
- Анализ данных TCGA и GEO показал дифференциальную экспрессию SLC24A3 в опухолях по сравнению с нормальными тканями. (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9928512/)
- В исследованиях использовались данные из баз TCGA, GEO (GSE44001, GSE63514) и MSigDB, а также qRT-PCR для подтверждения низкой экспрессии SLC24A3 в клеточных линиях Hela и SiHa (линии рака шейки матки) по сравнению с PANC-1 (линия рака поджелудочной железы) и HUCEC (нормальные цервикальные клетки).
- SLC24A3 рассматривается как потенциальный биомаркер для прогнозирования исходов и терапии боли при CESC.
Офтальмологические заболевания:
- Ген ассоциирован с задней полиморфной дистрофией роговицы 1 и эндотелиальной дистрофией роговицы, что связано с нарушением функции ионного транспорта в клетках роговицы. (https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=SLC24A3)
Костные патологии:
- В исследованиях на мышах с нокаутом гена Slc24a3 наблюдалось снижение минерального содержания костей, плотности и прочности, а также более тонкая компактная кость, что указывает на роль гена в минерализации костей. (https://www.informatics.jax.org/marker/MGI:2137513)
Неврологические и поведенческие нарушения:
- У мышей с нокаутом Slc24a3 отмечены повышенная депрессивная активность, дефицит моторного обучения и нарушения социального поведения. (https://www.informatics.jax.org/marker/MGI:2137513)
- Экспрессия SLC24A3 в гиппокампе предполагает его роль в нейрональных процессах. (https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=SLC24A3)
Другие ассоциации:
- Ген связан с аденоидной кистозной карциномой, семейной гиперинсулинемической гипогликемией 1 и новообразованиями слюнных желез. (https://rgd.mcw.edu/rgdweb/report/gene/main.html?id=69256)
- Исследования указывают на возможную связь с воспалительными процессами, такими как колит, у мышей с нокаутом гена. (https://www.informatics.jax.org/marker/MGI:2137513)
4. Исследовательские материалы и ресурсы
- SLC24A3 активно изучается в контексте ионного транспорта, онкологии, офтальмологии и нейробиологии.
Исследований и доступные ресурсы:
4.1. Геномные и протеомные базы данных:
NCBI Gene:
Подробная информация о SLC24A3, включая последовательности, экспрессию и аннотации:
- (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/?term=57419)
- (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene?Db=gene&Cmd=DetailsSearch&Term=57419)
- (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene?cmd=Retrieve&dopt=full_report&list_uids=57419)
GeneCards:
- Полная информация о функции, белках, ассоциированных заболеваниях, путях и экспрессии SLC24A3. (https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=SLC24A3)
The Human Protein Atlas:
Данные об экспрессии белка SLC24A3 в тканях и раковых клетках:
- (https://www.proteinatlas.org/ENSG00000185052-SLC24A3)
- (https://www.proteinatlas.org/ENSG00000185052-SLC24A3/pathology)
- (https://www.proteinatlas.org/ENSG00000185052-SLC24A3/tissue)
COSMIC:
- Информация о соматических мутациях SLC24A3 в раковых клетках. (https://cancer.sanger.ac.uk/cosmic/gene/analysis?ln=SLC24A3)
- Подтверждается, что ген не является онкогеном, и мутации в нем не связаны с канцерогенезом.
Allen Human Brain Atlas:
- Данные об экспрессии SLC24A3 в мозге, особенно в гиппокампе. (https://neurosynth.org/genes/SLC24A3/)
UCSC Genome Browser:
- Геномные координаты и аннотации SLC24A3. (https://genome.cse.ucsc.edu/cgi-bin/hgGene?org=Human&hgg_chrom=none&hgg_type=knownGene&hgg_gene=uc002wrl.4)
4.2. Исследования и публикации:
Онкология:
- Исследование 2023 года выявило роль SLC24A3 как прогностического биомаркера при раке шейки матки.
- Низкая экспрессия гена ассоциирована с худшим прогнозом, а ген может быть мишенью для терапии боли. (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9928512/)
- Анализ данных TCGA и GEO показал дифференциальную экспрессию SLC24A3 в опухолях по сравнению с нормальными тканями. (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9928512/)
Костная ткань:
- Исследования на мышах (MGI Mouse Gene Detail) показали, что нокаут SLC24A3 приводит к снижению прочности костей и изменению уровня паратиреоидного гормона. (https://www.informatics.jax.org/marker/MGI:2137513)
Нейробиология:
- Данные из Neurosynth Gene Atlas подтверждают высокую экспрессию SLC24A3 в гиппокампе, что указывает на его роль в нейрональных процессах. (https://neurosynth.org/genes/SLC24A3/)
- Исследования на мышах выявили связь мутаций SLC24A3 с депрессивным поведением и нарушениями моторного обучения. (https://www.informatics.jax.org/marker/MGI:2137513)
Офтальмология:
- Ген связан с дистрофией роговицы, что подтверждается данными GeneCards и исследованиями путей зрительного цикла. (https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=SLC24A3)
4.3. Экспериментальные модели и инструменты:
CRISPR/Cas9:
- Доступны CRISPR-клоны для SLC24A3, включая нокаутные векторы и вирусы (ленти-, адено-, AAV). (https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=SLC24A3) Synthego и VectorBuilder предлагают наборы для редактирования гена.
Модели животных:
- Мышиные модели с нокаутом SLC24A3 используются для изучения костных, неврологических и воспалительных фенотипов. (https://www.informatics.jax.org/marker/MGI:2137513)
- Модели на zebrafish (SLC24A3) применяются для изучения ионного транспорта и кальциевого гомеостаза. (https://zfin.org/ZDB-GENE-090312-67)
Клеточные линии:
- Используются линии Hela, SiHa (рак шейки матки), PANC-1 (рак поджелудочной железы) и HUCEC (нормальные цервикальные клетки) для изучения экспрессии SLC24A3. (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9928512/)
4.4. Биоинформатические инструменты:
miRGate:
- Данные о взаимодействии SLC24A3 с микроРНК (191 предсказание, 147 генов микроРНК). (https://rgd.mcw.edu/rgdweb/report/gene/main.html?id=69256)
Harmonizome:
- Содержит 5221 функциональную ассоциацию SLC24A3 с биологическими сущностями, включая молекулярные профили, заболевания и клеточные типы. (https://maayanlab.cloud/Harmonizome/gene/SLC24A3)
Primer3Plus и Exonprimer:
- Инструменты для дизайна праймеров для qPCR и секвенирования экзонов SLC24A3. (https://genome.cse.ucsc.edu/cgi-bin/hgGene?org=Human&hgg_chrom=none&hgg_type=knownGene&hgg_gene=uc002wrl.4)
5. Связь с другими генами и семейством SLC24
Паралог:
- SLC24A4 является важным паралогом SLC24A3, имея схожую структуру и функцию. (https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=SLC24A3)
Семейство SLC24:
- Включает гены SLC24A1-SLC24A5, которые кодируют натрий/кальциевые обменники.
- SLC24A5 связан с пигментацией кожи и окулокожным альбинизмом (OCA6). (http://atlasgeneticsoncology.org/Genes/GC_SLC24A5.html)
6. Перспективы исследований
Онкология:
- Дальнейшее изучение SLC24A3 как биомаркера для CESC и других видов рака, особенно в контексте боли и иммунной инфильтрации. (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9928512/)
Нейробиология:
- Исследование роли гена в депрессии, моторном обучении и социальном поведении, особенно в гиппокампе. (https://www.informatics.jax.org/marker/MGI:2137513)
- (https://neurosynth.org/genes/SLC24A3/)
Костные заболевания:
- Разработка терапий для улучшения минерализации костей на основе функции SLC24A3. (https://www.informatics.jax.org/marker/MGI:2137513)
Офтальмология:
- Изучение роли гена в дистрофиях роговицы и зрительных путях. (https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=SLC24A3)
Заключение
Ген SLC24A3 - Кодирует важный ионный транспортер NCKX3, регулирующий кальциевый гомеостаз и участвующий в множестве физиологических процессов, включая нейрональную активность, минерализацию костей и зрительные функции.
Низкая экспрессия гена SLC24A3 связана с раком шейки матки, а мутации или нокауты в моделях животных выявляют фенотипы, связанные с костными, неврологическими и воспалительными нарушениями.
Ген SLC24A3 активно изучается с использованием геномных, протеомных и биоинформатических подходов, а также экспериментальных моделей (CRISPR, мыши, zebrafish).