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.

Он участвует 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). GHR

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. GeneCards

Локализация:

Преимущественно экспрессируется в плазматической мембране клеток.
В некоторых тканях наблюдается гранулярная цитоплазматическая экспрессия. Protein Atlas

Тканевая экспрессия:

Ген экспрессируется в различных тканях, включая мозг (особенно гиппокамп, с повышенной экспрессией в 4,4 раза), костную ткань, сальник и некоторые другие. PMC
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. RGD
Связь с зрительным циклом в сетчатке и путями транспорта неорганических ионов.

Пути и процессы:

Ген участвует в путях, связанных с транспортом кальция и кальций-опосредованной сигнализацией.
Ассоциирован с процессами, такими как визуальный цикл в палочках сетчатки и транспорт аминокислот/олигопептидов.

2. Ассоциированные заболевания

SLC24A3 связан с несколькими патологическими состояниями.
Он не классифицируется как онкоген и не включен в перечень генов, вызывающих рак, согласно базе COSMIC. COSMIC

Основные ассоциации:

Рак шейки матки (CESC):

Низкий уровень экспрессии SLC24A3 коррелирует с развитием и прогрессированием шейкокарциномы (цервикальной карциномы). PubMed
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).
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.
Это связано с нарушением функции ионного транспорта в клетках роговицы.

Костные патологии:

В исследованиях на мышах с нокаутом гена Slc24a3 наблюдалось снижение минерального содержания костей, плотности и прочности, а также более тонкая компактная кость.
Это указывает на роль гена в минерализации костей. MGI

Неврологические и поведенческие нарушения:

У мышей с нокаутом Slc24a3 отмечены повышенная депрессивная активность, дефицит моторного обучения и нарушения социального поведения.
Экспрессия SLC24A3 в гиппокампе предполагает его роль в нейрональных процессах.

Другие ассоциации:

Ген связан с аденоидной кистозной карциномой, семейной гиперинсулинемической гипогликемией 1 и новообразованиями слюнных желез (по ортологам).
Исследования указывают на возможную связь с воспалительными процессами, такими как колит, у мышей с нокаутом гена.

3. Исследовательские материалы и ресурсы

SLC24A3 активно изучается в контексте ионного транспорта, онкологии, офтальмологии и нейробиологии.

Ключевые направления исследований и доступные ресурсы:

Геномные и протеомные базы данных:

NCBI Gene:

Подробная информация о SLC24A3, включая последовательности, экспрессию и аннотации. NCBI Gene
Официальные данные о гене и его вариантах. NCBI Gene Details
Полный отчет о гене. NCBI Gene Full Report

GeneCards:

Полная информация о функции, белках, ассоциированных заболеваниях, путях и экспрессии SLC24A3.

The Human Protein Atlas:

Данные об экспрессии белка SLC24A3 в тканях и раковых клетках. Protein Atlas
Информация о патологии. Protein Atlas Pathology

COSMIC:

Информация о соматических мутациях SLC24A3 в раковых клетках.
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. Neurosynth

UCSC Genome Browser:

Геномные координаты и аннотации SLC24A3. UCSC Genome Browser

Исследования и публикации:

Онкология:

Исследование 2023 года выявило роль SLC24A3 как прогностического биомаркера при раке шейки матки.
Низкая экспрессия гена ассоциирована с худшим прогнозом.
Ген может быть мишенью для терапии боли.
Анализ данных TCGA и GEO показал дифференциальную экспрессию SLC24A3 в опухолях по сравнению с нормальными тканями.

Костная ткань:

Исследования на мышах показали, что нокаут SLC24A3 приводит к снижению прочности костей и изменению уровня паратиреоидного гормона.

Нейробиология:

Данные подтверждают высокую экспрессию SLC24A3 в гиппокампе, что указывает на его роль в нейрональных процессах.
Исследования на мышах выявили связь мутаций SLC24A3 с депрессивным поведением и нарушениями моторного обучения.

Офтальмология:

Ген связан с дистрофией роговицы.
Это подтверждается исследованиями путей зрительного цикла.

Экспериментальные модели и инструменты:

CRISPR/Cas9:

Доступны CRISPR-клоны для SLC24A3, включая нокаутные векторы и вирусы (ленти-, адено-, AAV).
Synthego и VectorBuilder предлагают наборы для редактирования гена.

Модели животных:

Мышиные модели с нокаутом SLC24A3 используются для изучения костных, неврологических и воспалительных фенотипов.
Модели на zebrafish (SLC24A3) применяются для изучения ионного транспорта и кальциевого гомеостаза. ZFIN

Клеточные линии:

Используются линии Hela, SiHa (рак шейки матки), PANC-1 (рак поджелудочной железы) и HUCEC (нормальные цервикальные клетки) для изучения экспрессии SLC24A3.

Биоинформатические инструменты:

miRGate:

Данные о взаимодействии SLC24A3 с микроРНК (191 предсказание, 147 генов микроРНК).

Harmonizome:

Содержит 5221 функциональную ассоциацию SLC24A3 с биологическими сущностями, включая молекулярные профили, заболевания и клеточные типы. Harmonizome

Primer3Plus и Exonprimer:

Инструменты для дизайна праймеров для qPCR и секвенирования экзонов SLC24A3.

4. Связь с другими генами и семейством SLC24

Паралог:

SLC24A4 является важным паралогом SLC24A3, имея схожую структуру и функцию.

Семейство SLC24:

Включает гены SLC24A1-SLC24A5, которые кодируют натрий/кальциевые обменники.
SLC24A5 связан с пигментацией кожи и окулокожным альбинизмом (OCA6). Atlas Genetics

5. Перспективы исследований

Онкология:

Дальнейшее изучение SLC24A3 как биомаркера для CESC и других видов рака, особенно в контексте боли и иммунной инфильтрации.

Нейробиология:

Исследование роли гена в депрессии, моторном обучении и социальном поведении, особенно в гиппокампе.

Костные заболевания:

Разработка терапий для улучшения минерализации костей на основе функции SLC24A3.

Офтальмология:

Изучение роли гена в дистрофиях роговицы и зрительных путях.

Заключение

Ген SLC24A3 - Кодирует важный ионный транспортер NCKX3, регулирующий кальциевый гомеостаз.

Он участвует в множестве физиологических процессов, включая нейрональную активность, минерализацию костей и зрительные функции.

Низкая экспрессия гена SLC24A3 связана с раком шейки матки.

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).