Ген SLC24A4

Ген SLC24A4 (Solute Carrier Family 24 Member 4) - Кодирует белок, относящийся к семейству калий-зависимых натрий-кальциевых обменников (NCKX), которые участвуют в транспорте ионов через клеточные мембраны.

Ген SLC24A4 играет важную роль в регуляции ионного гомеостаза, особенно в процессах, связанных с кальцием, натрием и калием, и ассоциирован с несколькими физиологическими и патологическими процессами.

Локализация:

• Ген SLC24A4 расположен на хромосоме 14 человека в локусе 14q32.12. Sino Biological

Структура:

• Ген состоит из нескольких экзонов, и альтернативный сплайсинг приводит к образованию множества транскрипционных вариантов. MedlinePlus

Тканевая экспрессия:

• Ген экспрессируется в различных тканях, включая мозг (все регионы), аорту, легкие, тимус, печень и спинной мозг.
• Наиболее высокая экспрессия наблюдается в печени и спинном мозге. GeneCards

1. Функции белка NCKX4

Ионный транспорт:

• NCKX4 регулирует концентрацию кальция в клетках, что критически важно для сигнальных путей и гомеостаза.
• NCKX4 транспортирует Ca²⁺ и K⁺ из клетки в обмен на Na⁺, поддерживая низкий уровень внутриклеточного кальция. MedlinePlus

Роль в обонянии:

• В обонятельных сенсорных нейронах (OSNs) NCKX4 участвует в быстрой терминации ответа на стимул и регуляции адаптации, что влияет на кодирование и восприятие запахов. MedlinePlus

Участие в амелогенезе:

• NCKX4 играет важную роль в формировании зубной эмали, регулируя транспорт кальция в амелобластах во время амелогенеза. GeneCards

Пигментация:

• Варианты гена SLC24A4 ассоциированы с вариациями пигментации кожи, волос и глаз, что указывает на его роль в меланогенезе. NCBI

2. Ассоциированные заболевания и фенотипы

Амелогенез несовершенный (AI2A5):

• Генетическое нарушение формирования зубной эмали, при котором эмаль имеет мягкую текстуру и желеобразный вид, часто с коричневой пигментацией. MedlinePlus
• Мутации в SLC24A4, включая нонсенс-варианты, идентифицированы у пациентов с этим заболеванием. NCBI
• Исследования на мышах с флюорозом показали сниженную экспрессию SLC24A4 в амелобластах.

Вариации пигментации кожи, волос и глаз:

• Полиморфизмы в SLC24A4 ассоциированы с различиями в пигментации, включая цвет волос и глаз, подтверждено GWAS в европейских популяциях. GeneCards

Другие ассоциации:

• Связь полиморфизмов SLC24A4 с риском меланомы и рака кожи у европейцев. NCBI
• Отсутствие ассоциации с болезнью Альцгеймера в китайской популяции.

Редкие фенотипы:

• Ген участвует в кальциевом гомеостазе, влияя на нейрональную и сердечно-сосудистую сигнализацию. RGD

3. Ключевые исследования и материалы

Молекулярная характеристика и клонирование:

• Li XF, et al. (2002). Molecular cloning of a fourth member of the potassium-dependent sodium-calcium exchanger gene family, NCKX4. J Biol Chem. PMID: 12379639. NCBI
• Описано клонирование гена SLC24A4 и его экспрессия в мозге, легких и других тканях.

Амелогенез несовершенный:

• Khan SA, et al. (2020). A novel nonsense variant in SLC24A4 causing a rare form of amelogenesis imperfecta in a Pakistani family. BMC Med Genet. PMID: 32380970. NCBI
• Bronckers AL, et al. (2017). Reduced Protein Expression of the Na+/Ca2++K+-Exchanger (SLC24A4) in Apical Plasma Membranes of Maturation Ameloblasts of Fluorotic Mice. Calcif Tissue Int. PMID: 27752731.

Пигментация:

• Sulem P, et al. (2008). A genome-wide association study identifies novel alleles associated with hair color and skin pigmentation. Nature Genetics. NCBI
• Han J, et al. (2013). Genome-wide association studies identify several new loci associated with pigmentation traits and skin cancer risk in European Americans. Hum Mol Genet.

Другие исследования:

• Hong H, et al. (2015). Elevated NCX1 and NCKX4 expression in the patent postnatal ductus arteriosus of ductal-dependent congenital heart disease patients. Pediatr Cardiol. PMID: 25500693.
• Lu H, et al. (2020). Lack of Association Between SLC24A4 Polymorphism and Late-onset Alzheimer's Disease in Han Chinese.

Функциональные исследования:

• Harmonizome 3.0 (2024). Integrated knowledge about genes and proteins from diverse multi-omics resources. Nucleic Acids Res. Harmonizome
• SLC24A4 имеет 2864 функциональных ассоциаций с биологическими сущностями.

4. Генетические и молекулярные инструменты

CRISPR и нокдаун:

• Доступны CRISPR-векторы для нокаута и нокдауна SLC24A4, а также shRNA и siRNA. GeneCards

Модели животных:

• Мышиные модели с нокаутом SLC24A4 доступны через Cyagen и IMPC. IMPC

Базы данных:

• NCBI Gene - информация о последовательностях и аннотации.
• GeneCards - функции, пути и экспрессия. 
• Human Protein Atlas - данные об экспрессии белка NCKX4. 
• Orphanet - информация о редких заболеваниях.

5. Перспективы исследований

Амелогенез:

• Изучение мутаций SLC24A4 может улучшить диагностику и лечение амелогенеза несовершенного.

Пигментация и меланома:

• Исследования полиморфизмов SLC24A4 помогут в разработке профилактики рака кожи.

Нейрональные функции:

• Изучение SLC24A4 может раскрыть аспекты нейрональной сигнализации и адаптации.

Сердечно-сосудистая система:

• Роль NCKX4 в регуляции кальция в сердце требует дополнительных исследований.

6. Рекомендации по доступу к материалам

PubMed:

• Поиск по ключевым словам «SLC24A4», «NCKX4», «amelogenesis imperfecta», «pigmentation».

ClinVar и dbSNP:

• Базы данных для изучения мутаций и полиморфизмов SLC24A4.
• Atlas of Genetics

Ensembl и UCSC Genome Browser:

• Анализ последовательностей и транскриптов. 

Orphanet:

• Информация о редких заболеваниях, связанных с геном. 

Заключение

Ген SLC24A4 - Кодирует важный ионный транспортер NCKX4, который регулирует кальциевый гомеостаз и участвует в амелогенезе, пигментации и обонятельной функции.

Мутации и полиморфизмы в гене SLC24A4 связаны с амелогенезом несовершенным, вариациями пигментации и риском рака кожи.

Исследования продолжают раскрывать его роль в различных физиологических и патологических процессах, что делает SLC24A4 перспективной мишенью для генетических и терапевтических исследований.