Ген SLC28A1

Ген SLC28A1 (Solute Carrier Family 28 Member 1) - Кодирует белок CNT1, обеспечивающий Na⁺-зависимый транспорт нуклеозидов.

Белок SLC28A1 транспортирует пиримидиновые нуклеозиды и их аналоги, играя ключевую роль в нуклеотидном гомеостазе и фармакокинетике.

1. Общая характеристика гена SLC28A1

Основные характеристики:

Ген SLC28A1 расположен на хромосоме 15q25.3 (84,885,086–84,948,180, GRCh38) и охватывает около 63,095 пар оснований (GeneCards).
Ген SLC28A1 кодирует Na⁺-зависимый мембранный белок CNT1 с UniProtKB ID O00337.
Белок SLC28A1 обеспечивает активный транспорт пиримидиновых нуклеозидов и нуклеозидных аналогов, таких как гемцитабин и 5-фторурацил (MapMyGenome).

Структура:

Ген SLC28A1 содержит 16 экзонов и поддерживает альтернативный сплайсинг (GeneCards).
Белок SLC28A1 состоит из примерно 649 аминокислот с молекулярной массой около 71 кДа.
Белок SLC28A1 имеет 13 трансмембранных доменов с N- и C-концами в цитоплазме.
N-гликозилирование на Asn605 и Asn643 необходимо для локализации белка SLC28A1 в плазматической мембране.
Белок SLC28A1 содержит сайты связывания натрия и нуклеозидов для Na⁺-зависимого транспорта.

Функции:

Белок SLC28A1 транспортирует пиримидиновые нуклеозиды для синтеза ДНК и РНК (MapMyGenome).
Белок SLC28A1 обеспечивает транспорт нуклеозидных аналогов, используемых в химиотерапии и противовирусной терапии (GeneCards).
Ген SLC28A1 регулирует гомеостаз нуклеозидов в эпителиальных тканях, включая кишечник и почки.
Белок SLC28A1 обладает высокой аффинностью к пиримидиновым нуклеозидам и низкой к аденозину (WikiGenes).

2. Экспрессия гена

Тканевая экспрессия:

Ген SLC28A1 высоко экспрессируется в почках, тонком кишечнике и печени (Affbiotech).
Умеренная экспрессия гена SLC28A1 наблюдается в поджелудочной железе, сердце и мозге.
Низкая экспрессия гена SLC28A1 в плаценте повышается в опухолях, таких как аденокарцинома поджелудочной железы (ACS).
У мышей ген Slc28a1 высоко экспрессируется в почках и кишечнике (Jax).
У зебрафиш ген slc28a1 экспрессируется в эмбриональных тканях пищеварительной системы (ZFIN).

Регуляция экспрессии:

Гиперметилирование промотора гена SLC28A1 снижает его экспрессию в опухолях поджелудочной железы (ACS).
Деметилирующие агенты, такие как 5-азацитидин, восстанавливают экспрессию гена SLC28A1.
HNF4α активирует экспрессию гена SLC28A1 в печени (WikiGenes).
микроРНК miR-214 подавляет экспрессию гена SLC28A1 в опухолях печени (PubChem).
Экспрессия гена SLC28A1 не регулируется форсколином или ретиноевой кислотой в клетках BeWo (PubMed).

Данные из баз данных:

The Human Protein Atlas подтверждает высокую экспрессию гена SLC28A1 в почках и кишечнике (Protein Atlas).
GEO данные подтверждают сниженную экспрессию гена SLC28A1 в опухолях поджелудочной железы.
Ensembl предоставляет информацию о транскриптах гена SLC28A1 (Ensembl).
DepMap содержит данные о зависимости клеточных линий от гена SLC28A1 (DepMap).

3. Физиологическая роль и метаболические пути

Основные пути:

Белок SLC28A1 обеспечивает Na⁺-зависимый транспорт пиримидиновых нуклеозидов для синтеза нуклеотидов (GeneCards).
Белок SLC28A1 транспортирует нуклеозидные аналоги, такие как гемцитабин и AZT (GeneCards).
Ген SLC28A1 регулирует уровни аденозина, влияя на воспаление.
Ген SLC28A1 участвует в транспорте витаминов и неорганических катионов (GeneCards).
Ген SLC28A1 влияет на фармакодинамику капецитабина и гемцитабина (RGD).

Роль в организмах:

У человека ген SLC28A1 поддерживает нуклеотидный пул и абсорбцию нуклеозидов в кишечнике (GeneCards).
У мышей нокаут гена Slc28a1 нарушает всасывание нуклеозидов (Jax).
У зебрафиш ген slc28a1 участвует в развитии пищеварительной системы (ZFIN).

4. Связанные заболевания

Онкологические заболевания:

Гиперметилирование промотора гена SLC28A1 снижает его экспрессию в раке поджелудочной железы, вызывая резистентность к гемцитабину (ACS).
Сниженная экспрессия гена SLC28A1 в гепатоцеллюлярной карциноме коррелирует с резистентностью к химиотерапии (PubChem).
Потеря экспрессии гена SLC28A1 связана с аденокарциномой шейки матки (WikiGenes).
Сниженная экспрессия гена SLC28A1 коррелирует с резистентностью к 5-фторурацилу в раке лёгких и молочной железы.

Вирусные инфекции:

Белок SLC28A1 транспортирует AZT и ddC, влияя на эффективность терапии ВИЧ (GeneCards).
Полиморфизмы гена SLC28A1 влияют на транспорт рибавирина при лечении гепатита C.

Другие заболевания:

Дисфункция гена SLC28A1 связана с уридин-цитидинерией (GeneCards).
Связь гена SLC28A1 с цистинурией требует подтверждения.
Ортологи гена SLC28A1 у крыс ассоциированы с синдромом Блума и раком груди (RGD).

Генетические вариации:

SNP rs55918055 снижает транспортную активность гена SLC28A1, влияя на фармакокинетику гемцитабина (Nature).
SNP rs2290272 связан с вариабельностью экспрессии гена SLC28A1 в печени.
GWAS данные о фенотипах гена SLC28A1 доступны через HGMD Professional (HGMD).

5. Последние исследования

Резистентность к гемцитабину в раке поджелудочной железы:

Гиперметилирование промотора гена SLC28A1 снижает его экспрессию, вызывая резистентность к гемцитабину (DOI).
Деметилирующие агенты, такие как децетитабин, восстанавливают чувствительность к гемцитабину.

Полиморфизмы и фармакокинетика:

SNP rs55918055 снижает транспорт гемцитабина, подтверждено в когорте из 200 пациентов (DOI).

Рак печени и микроРНК:

микроРНК miR-214 подавляет экспрессию гена SLC28A1 в гепатоцеллюлярной карциноме (DOI).
Ингибиторы miR-214 повышают чувствительность клеток к химиотерапии.

Комбинированная терапия:

Ингибиторы HDAC в комбинации с гемцитабином повышают экспрессию гена SLC28A1 в мышиной модели (DOI).

Плацентарная экспрессия:

Низкая экспрессия гена SLC28A1 в плаценте на сроке по сравнению с SLC28A2 (ACS).
Экспрессия гена SLC28A1 не регулируется форсколином или 5-азацитидином в клетках BeWo.

Противовирусная терапия:

Полиморфизмы гена SLC28A1 влияют на транспорт рибавирина при лечении гепатита C (PubMed).

6. Ресурсы для исследований

Базы данных:

NCBI Gene - Данные о гене SLC28A1 и его аннотации.
GeneCards - Информация о функциях и экспрессии гена SLC28A1.
The Human Protein Atlas - Данные по экспрессии и иммуногистохимии гена SLC28A1.
GEO - Микрочиповые данные по экспрессии гена SLC28A1.
DepMap - Данные о зависимости клеточных линий от гена SLC28A1.
HGMD - Мутации гена SLC28A1, связанные с заболеваниями.

Экспериментальные ресурсы:

Sigma-Aldrich предоставляет антитела и siRNA для гена SLC28A1 (Affbiotech).
Applied Biological Materials предлагает CRISPR-клоны для нокаута гена SLC28A1.
Synthego предоставляет CRISPR-продукты для гена SLC28A1.
VectorBuilder предлагает векторы для нокаута гена SLC28A1.
Abbexa предоставляет shRNA-плазмиды для нокдауна гена Slc28a1 у крыс (Abbexa).
Santa Cruz Biotechnology предлагает антитела для гена SLC28A1 (GeneCards).

Инструменты анализа:

LinkedOmics используется для анализа дифференциально экспрессированных генов.
Oncomine и GEPIA применяются для анализа экспрессии гена SLC28A1.
KEGG используется для анализа путей транспорта нуклеозидов (GeneCards).

7. Ортологи

Ортолог гена SLC28A1 у мышей - Slc28a1 (ID: 434203) (Jax).
Ортолог гена SLC28A1 у крыс - Slc28a1 (ID: 170642) (Abbexa).
Ортолог гена SLC28A1 у зебрафиш - slc28a1 (ID: 553157) (ZFIN).
Паралог гена SLC28A1 - SLC28A2, транспортирующий пуриновые нуклеозиды (GeneCards).
Трансмембранные домены гена SLC28A1 высококонсервативны среди позвоночных.

8. Текущие и будущие направления

Текущие исследования:

Изучение гена SLC28A1 как предиктора ответа на нуклеозидные аналоги.
Анализ полиморфизмов гена SLC28A1 для персонализации химиотерапии.
Исследование гиперметилирования промотора гена SLC28A1 в опухолях.

Будущие направления:

Разработка комбинированных терапий с эпигенетическими модуляторами для повышения экспрессии гена SLC28A1.
Исследование роли гена SLC28A1 в метаболических нарушениях и вирусных инфекциях.
Использование CRISPR-технологий для изучения функций гена SLC28A1 в модельных организмах.

Заключение

Ген SLC28A1 - Кодирует Na⁺-зависимый транспортер CNT1, обеспечивающий поступление пиримидиновых нуклеозидов и их аналогов.

Снижение экспрессии гена SLC28A1 в опухолях, вызванное гиперметилированием, связано с резистентностью к химиотерапии.

Полиморфизмы гена SLC28A1 влияют на фармакокинетику препаратов, что делает его важной мишенью для персонализированной медицины.

Исследования эпигенетической регуляции и CRISPR-технологий открывают новые перспективы для терапии онкологических и вирусных заболеваний.