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

  • Ваша корзина пуста!

  • Ген SLC25A20

Ген SLC25A20

Ген SLC25A20

Ген SLC25A20 (Solute Carrier Family 25 Member 20) - Кодирует белок карнитин-ацилкарнитин-транслоказу (CACT), который играет ключевую роль в метаболизме жирных кислот в митохондриях.

Ниже представлено подробное описание гена, его функций, связанных с ним заболеваний и обзор доступных исследовательских материалов на основе предоставленных данных и актуальной информации.


1. Общее описание гена SLC25A20

Локализация:

  • Ген SLC25A20 расположен на хромосоме 3p21.31 и содержит 9 экзонов, охватывающих примерно 16,5 кб геномной ДНК (Rare Disease Genes).

Белковый продукт:

  • Ген SLC25A20 кодирует белок CACT, состоящий из 301–302 аминокислот (в зависимости от источника), который относится к семейству митохондриальных мембранных переносчиков (solute carrier family 25).
  • Ген SLC25A20 транспортирует ацилкарнитины через внутреннюю митохондриальную мембрану для последующего β-окисления в митохондриальном матриксе (MedlinePlus Genetics, GeneCards).

Функция:

  • CACT участвует в карнитиновом цикле, обеспечивая транспорт длинноцепочечных жирных кислот (в форме ацилкарнитинов) в митохондрии, где они окисляются для производства энергии.
  • После окисления CACT переносит свободный карнитин обратно в цитозоль.
  • Ген SLC25A20 критически важен для энергетического метаболизма, особенно в сердце, мышцах и печени, где жирные кислоты служат основным источником энергии, включая во время голодания (MedlinePlus Genetics, PMC, 2022).


2. Структура и регуляция гена

Геномная организация:

  • Ген SLC25A20 состоит из 9 экзонов, кодирующих белок с молекулярной массой около 32–33 кДа (PMC, 2022).

Регуляция экспрессии:

  • Экспрессия гена SLC25A20 регулируется транскрипционным фактором PPARα (peroxisome proliferator-activated receptor alpha), который активируется жирными кислотами и другими липидами.
  • PPARα связывается с PPRE (peroxisome proliferator responsive element) в промоторной области SLC25A20, усиливая его транскрипцию в ответ на метаболические сигналы.
  • Ген SLC25A20 особенно важен в печени, где PPARα высоко экспрессируется (ScienceDirect, 2009).

Тканевая экспрессия:

  • Ген SLC25A20 экспрессируется в различных тканях, но наиболее активно в сердце, скелетных мышцах и печени, что соответствует их высокой зависимости от β-окисления жирных кислот (GeneCards).


3. Роль в метаболизме

Механизм действия CACT:

  • Белок CACT осуществляет электро-нейтральный обмен ацилкарнитинов (включая пальмитоилкарнитина) на свободный карнитин через внутреннюю митохондриальную мембрану.
  • Ген SLC25A20 позволяет длинноцепочечным жирным кислотам, связанным с карнитином, проникать в митохондрии для β-окисления, а карнитину возвращаться в цитозоль для повторного использования (Rare Disease Genes).

Связанные пути:

  • Ген SLC25A20 участвует в метаболических путях, связанных с окислением жирных кислот, метаболизмом карнитина и общим энергетическим обменом.
  • Нарушения в работе CACT приводят к накоплению ацилкарнитинов и жирных кислот в цитозоле, что вызывает метаболические и токсические эффекты (GeneCards).


4. Мутации и связанные заболевания

  • Мутации в гене SLC25A20 ассоциированы с дефицитом карнитин-ацилкарнитин-транслоказы (CACT deficiency) - редким и потенциально летальным аутосомно-рецессивным заболеванием, связанным с нарушением митохондриального окисления жирных кислот (OMIM #212138) (MedlinePlus Genetics, Orphanet).

Дефицит CACT (CACTD):

Эпидемиология:

  • CACTD - чрезвычайно редкое заболевание с частотой 1:60,000 в Гонконге и 1:1,017,593 в провинции Чжэцзян, Китай (PMC, 2022).

Клинические проявления:

  • Тяжелая форма с неонатальным началом: Характеризуется быстрым ухудшением состояния в первые дни жизни, метаболическим кризом, гипогликемией, гипокетозом, аритмиями, сердечной недостаточностью и высоким риском внезапной смерти.
  • Большинство пациентов умирают в младенчестве без лечения (PMC, 2022, ScienceDirect, 2022).
  • Более мягкая форма с началом в младенчестве: Проявляется умеренной миопатией, гепатомегалией и меньшей выраженностью симптомов благодаря остаточной активности транспортера (PMC, 2022).
  • Другие симптомы: накопление длинноцепочечных ацилкарнитинов в клетках, повреждение печени, сердца и мышц, гипераммониемия, неврологические нарушения (MedlinePlus Genetics).

Биохимические маркеры:

  • Повышенные уровни длинноцепочечных ацилкарнитинов (C12–C18) в крови, обнаруживаемые при тандемной масс-спектрометрии (MS-MS).
  • Гипогликемия, гипокетоз, повышение уровня аммиака и ферментов печени (ScienceDirect, 2022).

Патологоанатомические находки:

  • Диффузная вакуолизация в сердце и печени, связанная с накоплением липидов (ScienceDirect, 2022).

Основные мутации:

Наиболее частая мутация в Азии:

  • Сплейсинговая мутация c.199–10T>G является "горячей точкой" в китайской популяции, ассоциирована с тяжелым фенотипом.
  • Эта мутация встречается у 38% пациентов с CACTD, из которых 73.3% - китайцы (PMC, 2022, Frontiers, 2022).

Другие мутации:

  • Более 58 патогенных вариантов идентифицировано, включая миссенс-мутации (20), малые делеции (10), малые вставки (2), сплайсинговые мутации (5), крупные делеции (4), нонсенс-мутации и frameshift-варианты (PMC, 2022, Rare Disease Genes).
  • Новые мутации, включая c.1A>G, c.576G>A, c.106-2A>T, c.516T>C, описаны в литературе (GenScript, ScienceDirect, 2022).
  • Мутации могут быть гомозиготными или компаунд-гетерозиготными.
  • Гомозиготность по c.199–10T>G часто приводит к летальному исходу в неонатальном периоде (Frontiers, 2022).

Диагностика:

  • Генетическое тестирование: Секвенирование гена SLC25A20 является золотым стандартом для подтверждения CACTD (ScienceDirect, 2022).
  • Биохимические тесты: Тандемная масс-спектрометрия для выявления аномальных уровней ацилкарнитинов (ScienceDirect, 2022).
  • Пренатальная диагностика: Возможна при выявлении мутаций у родителей (гетерозиготных носителей) (MedlinePlus Genetics).

Лечение:

  • Срочное вмешательство - при метаболическом кризе требуется немедленное введение глюкозы, коррекция ацидоза и гипераммониемии.
  • Диета - ограничение потребления длинноцепочечных жирных кислот, добавление среднецепочечных триглицеридов (MCT) и карнитина (хотя эффективность карнитина спорна) (PMC, 2022).
  • Экспериментальные подходы - использование обезжиренного грудного молока для младенцев с CACTD показало потенциальную пользу (Frontiers, 2022).

Прогноз:

  • При тяжелой форме прогноз крайне неблагоприятный, большинство пациентов умирают в раннем возрасте.
  • При мягкой форме возможно управление симптомами с помощью диеты и медикаментов (PMC, 2022).


5. Исследовательские материалы и ключевые публикации

Обзоры и клинические исследования CACTD:

  • Stanley CA et al. (1992) - Первое описание CACTD как редкого нарушения метаболизма жирных кислот (PMC, 2022).
  • Rubio-Gozalbo ME et al. (2004) - Клинические, биохимические и генетические аспекты CACTD. Mol Aspects Med. DOI: 10.1016/j.mam.2004.06.007 (MedlinePlus Genetics).
  • Iacobazzi V et al. (2004) - Молекулярный и функциональный анализ мутаций SLC25A20, вызывающих CACTD. Hum Mutat. DOI: 10.1002/humu.20085 (MedlinePlus Genetics).
  • Chinen Y et al. (2020) - Описание новой гомозиготной миссенс-мутации SLC25A20 у трех пациентов с CACTD. Hum Genome Var. DOI: 10.1038/s41439-020-0098-y (Frontiers, 2022).

Мутационный спектр:

  • Costa C et al. (2003) - Мутационный спектр и ДНК-основанная пренатальная диагностика CACTD. Mol Genet Metab. DOI: 10.1016/s1096-7192(02)00205-6 (MedlinePlus Genetics).
  • Fukushima T et al. (2013) - Три новые мутации в гене SLC25A20 у пациентов с CACTD и здоровых индивидов. J Hum Genet (GenScript).
  • Yan HM et al. (2017) - Два случая CACTD с мутациями c.199-10T>G и новой c.1A>G. Medicine. DOI: 10.1097/MD.0000000000008549 (GenScript).

Горячая точка мутации c.199–10T>G:

  • Frontiers (2022) - Анализ мутации c.199–10T>G как потенциальной горячей точки в китайской популяции.
  • Обзор 78 пациентов с CACTD. Frontiers in Pediatrics (Frontiers, 2022, PMC, 2022).
  • ScienceDirect (2022) - Случай неонатальной внезапной смерти с компаунд-гетерозиготной мутацией c.199–10T>G и c.1A>T. Mol Genet Metab (ScienceDirect, 2022).

Регуляция экспрессии SLC25A20:

  • ScienceDirect (2009) - Исследование роли PPARα в регуляции экспрессии SLC25A20 в клетках гепатобластомы человека. Biochem Biophys Res Commun (ScienceDirect, 2009).

Функциональные исследования:

  • Pérez P et al. (2003) - Функциональный анализ мутаций SLC25A20 в Aspergillus nidulans. Fungal Genet Biol. DOI: 10.1016/S1087-1845(03)00037-5 (Rare Disease Genes).
  • De Lucas JR et al. (2008) - Характеристика ключевых аминокислотных остатков в CACT. Mol Membr Biol. DOI: 10.1080/09687680701670675 (Rare Disease Genes).

Базы данных и ресурсы:

  • MedlinePlus Genetics - Обзор гена SLC25A20 и связанных с ним состояний.
  • GeneCards - Полная информация о гене, включая функции, белки, пути и экспрессию.
  • Orphanet - Информация о гене и CACTD, включая диагностические тесты.
  • Human Gene Mutation Database (HGMD) - Содержит данные о 42 патогенных вариантах SLC25A20. URL:PMC, 2022.
  • Rare Disease Genes - База данных с более чем 58 вариантами SLC25A20.

Экспериментальные ресурсы:

  • CRISPR и RNAi продукты - Доступны через компании, включая Applied Biological Materials, VectorBuilder, Santa Cruz Biotechnology, для исследований нокаута или нокдауна SLC25A20 (GeneCards).
  • cDNA клоны - Sino Biological и GenScript предлагают клоны SLC25A20 для экспрессии и функциональных исследований (Sino Biological, GenScript).
  • Антитела - Abbexa и другие поставщики предоставляют поликлональные антитела против SLC25A20 для исследований (Abbexa).


6. Текущие направления исследований

  • Генетический скрининг - Разработка методов для раннего выявления мутаций SLC25A20, включая c.199–10T>G, в популяциях высокого риска, включая Китай (PMC, 2022).
  • Терапевтические стратегии - Исследование новых подходов к лечению CACTD, включая использование среднецепочечных жирных кислот, генную терапию и модуляцию метаболических путей (Frontiers, 2022).
  • Функциональные исследования - Анализ влияния новых мутаций на структуру и функцию CACT с использованием модельных систем, включая Aspergillus nidulans, мышиные модели (Rare Disease Genes, MGI).
  • Роль в онкологии - Хотя SLC25A20 не классифицируется как онкоген, некоторые исследования изучают его потенциальную роль в метаболизме раковых клеток, особенно в контексте нарушений β-окисления (COSMIC).


7. Ресурсы для дальнейшего изучения

Базы данных:

  • OMIM - #613698 (SLC25A20), #212138 (CACTD).
  • UniProt - O43772 (информация о белке CACT).
  • Ensembl - ENSG00000178537.
  • GenCC - Информация о гене и связанных заболеваниях.
  • GTEx Portal - Данные об экспрессии SLC25A20 в тканях.

Журналы и архивы:

  • PubMed, Elsevier, Medline - Поиск по ключевым словам “SLC25A20”, “CACT deficiency”, “carnitine-acylcarnitine translocase” (Frontiers, 2022).
  • Genetics in Medicine - Публикации о генетических ассоциациях (GenCC).

Инструменты для исследований:

  • CRISPR и RNAi киты для нокаута SLC25A20 (Synthego, VectorBuilder) (GeneCards).
  • Антитела и cDNA клоны для функциональных исследований (Sino Biological, Abbexa).


Заключение

Ген SLC25A20 кодирует ключевой митохондриальный транспортер CACT, необходимый для метаболизма жирных кислот.

Мутации в гене SLC25A20 приводят к тяжелому заболеванию - дефициту карнитин-ацилкарнитин-транслоказы, которое часто заканчивается летальным исходом в неонатальном периоде.

Наиболее изученной мутацией является c.199–10T>G, особенно распространенная в китайской популяции.

Исследования SLC25A20 продолжают фокусироваться на генетическом скрининге, функциональном анализе мутаций и разработке терапевтических стратегий.

Доступные ресурсы, включая базы данных, антитела и CRISPR-системы, поддерживают дальнейшее изучение гена SLC25A20 и его роли в метаболизме и патологии.