Ген SLC2A3

Ген SLC2A3 (solute carrier family 2 member 3) - Кодирует белок GLUT3 (глюкозный транспортёр тип 3), относящийся к семейству переносчиков растворённых веществ (SLC), расположен на 12-й хромосоме человека (12p13.31).

Ген SLC2A3 состоит из 10 экзонов и экспрессируется преимущественно в нейронах центральной нервной системы (ЦНС), а также в плаценте, костном мозге, сперматозоидах и некоторых раковых клетках.

GLUT3 содержит 496 аминокислот, формируя 12 трансмембранных доменов. Его молекулярная масса составляет примерно 53 кДа.

Обеспечивает транспорт глюкозы, галактозы, маннозы и дегидроаскорбиновой кислоты через клеточную мембрану.

Отличается высоким сродством к глюкозе (Km ≈ 1–2 мМ), что критично для работы в условиях низкой концентрации глюкозы, например, в мозге.

1. Роль в физиологии и патологии

Нейроны и гематоэнцефалический барьер:

• GLUT3 - основной транспортер глюкозы в нейронах, обеспечивая до 90% их энергетических потребностей.
• Локализуется в аксонах и дендритах, что связано с высокой синаптической активностью.

Рак:

• Повышенная экспрессия GLUT3 наблюдается в опухолевых клетках, где он поддерживает гликолиз даже в условиях гипоксии.
• При глиобластоме GLUT3 способствует выживанию клеток за счёт утилизации глюкозы.

Заболевания:

Болезнь Альцгеймера:

• Полиморфизм rs12842 в SLC2A3 ассоциирован с повышенным риском развития заболевания.

Диабет:

• GLUT3 участвует в патогенезе диабета 2-го типа, влияя на транспорт глюкозы в β-клетках поджелудочной железы.

Нейродегенеративные расстройства:

• Нарушения экспрессии GLUT3 связывают с когнитивными дисфункциями и эпилепсией.

2. Экспрессия и регуляция

Тканевая специфичность:

• Наибольшая экспрессия зафиксирована в костном мозге (RPKM 183), плаценте (RPKM 54.5) и мозге.

Регуляция транскрипции:

• Активность гена контролируется гипоксией через HIF-1α, а также инсулином и факторами роста.

Мышиные модели:

• У нокаутных мышей Slc2a3 наблюдаются нарушения нейрональной активности и поведения, напоминающие аутизм и шизофрению.

3. Методы исследования

Антитела и ELISA:

• Коммерчески доступны поликлональные антитела к GLUT3 (например, от Fine Biotech и Sigma-Aldrich) для иммуногистохимии, вестерн-блоттинга и ELISA.
• Чувствительность наборов достигает 0.094 нг/мл.

Секвенирование:

• Для анализа мутаций и полиморфизмов применяют NGS (next-generation sequencing), включая экзомное и полногеномное секвенирование.

Клеточные модели:

• Изучение функции GLUT3 in vitro проводят на линиях раковых клеток (например, глиобластомы) и нейрональных культурах.

4. Клиническое и исследовательское значение

Диагностика:

• Уровень GLUT3 в крови может служить биомаркером нейродегенеративных заболеваний и опухолей.

Терапевтические мишени:

• Подавление GLUT3 с помощью siRNA или ингибиторов (например, фасилитин) исследуется как стратегия лечения рака.

Перспективные исследования:

• Роль GLUT3 в метаболическом репрограммировании иммунных клеток (например, Th17).
• Влияние диабета на экспрессию GLUT3 в мозге и развитие нейропатии.

Заключение

Ген SLC2A3 и его продукт GLUT3 играют ключевую роль в энергетическом метаболизме нейронов и опухолевых клеток.

Изучение его функций открывает перспективы для разработки методов лечения нейродегенеративных заболеваний, диабета и рака.

Детальное понимание регуляции гена и взаимодействий его белка остаётся важной задачей для современных биомедицинских исследований.