Ген SLC52A1

Ген SLC52A1 (Solute Carrier Family 52 Member 1) - Кодирует мембранный белок RFVT1, обеспечивающий транспорт рибофлавина (витамина B2) через плазматическую мембрану.

Ген SLC52A1 играет ключевую роль в метаболизме углеводов, липидов и аминокислот, поскольку рибофлавин является предшественником кофакторов FMN и FAD.

1. Функция гена SLC52A1

Роль в транспорте субстратов:

Ген SLC52A1 кодирует белок RFVT1, который осуществляет натрий-независимый, хлорид-независимый и pH-независимый транспорт рибофлавина через плазматическую мембрану, обеспечивая его поступление в клетки для синтеза FMN и FAD (PubMed: 33279678, ScienceDirect).
Белок RFVT1 преимущественно транспортирует рибофлавин в плаценте, обеспечивая его доставку к плоду (PubMed: 37510312, PubMed: 29122468).
Основной субстрат белка RFVT1 - рибофлавин; другие субстраты не идентифицированы.
Ген SLC52A1 является частью семейства SLC52, включающего SLC52A2 и SLC52A3, и играет уникальную роль в транспорте рибофлавина в плаценте (PubMed: 37510312).

Локализация и экспрессия:

Ген SLC52A1 расположен на хромосоме 17p13.2, охватывает около 5 кб и содержит 5 экзонов (GeneCards).
Белок RFVT1 локализован на плазматической мембране клеток плаценты, а также умеренно экспрессируется в кишечнике, печени и почках (PubMed: 33279678, Human Protein Atlas).
Высокая экспрессия гена SLC52A1 наблюдается в плаценте, подчеркивая его роль в обеспечении рибофлавином плода во время беременности.
Умеренная экспрессия гена SLC52A1 выявлена в кишечнике, печени и почках, где он участвует в абсорбции и распределении рибофлавина.
В опухолях данные об экспрессии гена SLC52A1 ограничены, но некоторые исследования указывают на потенциальное повышение экспрессии в гепатоцеллюлярной карциноме, вероятно, из-за повышенной потребности в рибофлавине для метаболизма опухолевых клеток (TCGA, PubMed: 38974615).
Экспрессия гена SLC52A1 регулируется транскрипционными факторами, связанными с метаболическим стрессом, но конкретные регуляторы, такие как NRF2, изучены недостаточно (PubMed: 26397862).
Гипометилирование промотора гена SLC52A1 может быть связано с повышенной экспрессией в опухолях, но данные ограничены (TCGA, UALCAN).

Регуляция:

Ген SLC52A1 потенциально регулируется через NRF2 в условиях окислительного стресса, связанного с метаболизмом рибофлавина (PubMed: 26397862).
Данные о метилировании или других эпигенетических механизмах регуляции гена SLC52A1 ограничены.
Гликозилирование и фосфорилирование могут модулировать стабильность и активность белка RFVT1, но данные ограничены (PubMed: 26383868).

Биологические процессы:

Ген SLC52A1 обеспечивает поступление рибофлавина для синтеза FMN и FAD, которые являются кофакторами для ферментов, участвующих в метаболизме жирных кислот, аминокислот и холина (PubMed: 33279678, ScienceDirect).
Ген SLC52A1 критичен для поддержания окислительно-восстановительного баланса в клетках, особенно в плаценте, обеспечивая нормальное развитие плода.
Ген SLC52A1 потенциально участвует в метаболической перестройке опухолевых клеток, обеспечивая рибофлавин для повышенного метаболизма в гепатоцеллюлярной карциноме, но данные ограничены (PubMed: 38974615).
Ген SLC52A1 может влиять на биодоступность лекарств, зависящих от рибофлавина, хотя конкретные взаимодействия не описаны.

Связанные сигнальные пути:

Путь ETF/ETFDH участвует в электронном транспорте для митохондриальных флавопротеинов, зависящих от FAD, синтезируемого из рибофлавина (PubMed: 33279678).
Путь NRF2/KEAP1 потенциально регулирует экспрессию гена SLC52A1 в ответ на окислительный стресс.

2. Клиническое значение SLC52A1

Онкология:

Ограниченные данные указывают на потенциальное повышение экспрессии гена SLC52A1 в гепатоцеллюлярной карциноме, раке желудка и раке толстой кишки, вероятно, из-за увеличенной потребности в рибофлавине для метаболизма опухолевых клеток (TCGA, PubMed: 38974615).
В отличие от SLC52A2, значительно повышенного в большинстве опухолей, данные по гену SLC52A1 менее однозначны и требуют дальнейших исследований (PMC8739691, CancerCI).
Ген SLC52A1 потенциально способствует метаболической перестройке опухолевых клеток, обеспечивая рибофлавин для синтеза FMN и FAD, необходимых для гликолиза и окислительного фосфорилирования.
Ген SLC52A1 может влиять на резистентность к химиотерапии, хотя конкретные данные отсутствуют.
Прогностическая роль гена SLC52A1 в онкологии ограничена, но аналогия с SLC52A2 предполагает, что повышенная экспрессия может коррелировать с худшим прогнозом в гепатоцеллюлярной карциноме (CancerCI).
Ингибирование гена SLC52A1 может снижать доступность рибофлавина для опухолевых клеток, подавляя их метаболизм, но эта гипотеза требует экспериментального подтверждения.

Метаболические расстройства:

Мутации в гене SLC52A1, такие как c.1134+11G>A, связаны с транзиторным множественным дефицитом ацил-КоА-дегидрогеназ (MADD), вызывающим пропуск экзона 4 и дефицит рибофлавина у плода (PubMed: 33279678, ScienceDirect, PubMed: 29122468).
Дефицит гена SLC52A1 в плаценте может приводить к материнскому дефициту рибофлавина, нарушая метаболизм жирных кислот, аминокислот и холина у плода (PubMed: 37510312).
Транзиторный MADD, связанный с материнской гетерозиготностью гена SLC52A1, поддается лечению высокими дозами рибофлавина (PubMed: 33279678).
Симптомы MADD включают кардиомиопатию, мышечную слабость, миалгию и сильную утомляемость (ScienceDirect).
Роль гена SLC52A1 в других метаболических расстройствах, таких как нарушения липидного обмена, требует дальнейших исследований.

Фармакологические взаимодействия:

Ген SLC52A1 может влиять на биодоступность лекарств, зависящих от рибофлавина, но конкретные взаимодействия не описаны.
Потенциальная роль гена SLC52A1 в повышении чувствительности к химиотерапии при ингибировании транспортеров рибофлавина, по аналогии с SLC52A2, требует исследований (PMC8739691).

Иммунные и воспалительные заболевания:

Дефицит рибофлавина, вызванный дисфункцией гена SLC52A1, может усиливать окислительный стресс и воспаление.
Связь гена SLC52A1 с воспалительными процессами при метаболических расстройствах, таких как MADD, требует дальнейших исследований.

3. Последние исследования

Метаболизм рибофлавина:

Исследование 2023 года выявило гетерозиготную интронную вариацию c.1134+11G>A в гене SLC52A1, вызывающую пропуск экзона 4 и транзиторный MADD у новорожденных, связанный с материнским дефицитом рибофлавина, который эффективно лечится высокими дозами рибофлавина (PubMed: 33279678, ScienceDirect, PubMed: 29122468).
Дефицит гена SLC52A1 в плаценте подчеркивает его критическую роль в обеспечении рибофлавином плода (PubMed: 37510312).

Онкология:

Данные TCGA и GEO указывают на потенциальное повышение экспрессии гена SLC52A1 в гепатоцеллюлярной карциноме, хотя исследования сосредоточены в основном на SLC52A2 (PubMed: 38974615, CancerCI).
Повышенная экспрессия гена SLC52A1 в опухолях может быть связана с увеличенной потребностью в рибофлавине для поддержания быстрого метаболизма опухолевых клеток (PMC8739691).

Функциональные исследования:

Ген SLC52A1 высоко экспрессируется в плаценте, и его гаплонедостаточность может вызывать дефицит рибофлавина у плода, нарушая метаболизм (PubMed: 33279678).
Исследования на клеточных линиях подтвердили натрий-независимый и pH-независимый транспорт рибофлавина через белок RFVT1 (PubMed: 37510312).

4. Потенциальные терапевтические мишени

Онкология:

Ингибирование гена SLC52A1 может подавлять транспорт рибофлавина, снижая метаболическую активность опухолевых клеток в гепатоцеллюлярной карциноме, но требует экспериментального подтверждения.
Экспрессия гена SLC52A1 может служить прогностическим биомаркером в гепатоцеллюлярной карциноме и других опухолях, хотя данные менее убедительны, чем для SLC52A2 (CancerCI).

Метаболические расстройства:

Терапия высокими дозами рибофлавина эффективна для лечения транзиторного MADD, вызванного мутациями гена SLC52A1 (PubMed: 33279678, PubMed: 29122468).
Исследование полиморфизмов гена SLC52A1 для персонализированной терапии метаболических расстройств.

Фармакологические взаимодействия:

Разработка ингибиторов гена SLC52A1 для снижения метаболизма опухолевых клеток, по аналогии с подходами для SLC52A2 (PMC8739691).

5. Ограничения и перспективы

Ограничения:

Роль гена SLC52A1 в онкологии менее изучена по сравнению с SLC52A2, и данные ограничены гепатоцеллюлярной карциномой и несколькими другими опухолями (CancerCI).
Мутации гена SLC52A1, такие как c.1134+11G>A, описаны только в контексте MADD; их роль в онкологии неизвестна (cBioPortal, TCGA).
Основной субстрат гена SLC52A1 - рибофлавин; другие субстраты не идентифицированы.
Клинические испытания, таргетирующие ген SLC52A1 как терапевтическую мишень, отсутствуют.

Перспективы:

Идентификация новых субстратов гена SLC52A1 с использованием метаболомики.
Исследование роли гена SLC52A1 в метаболической перестройке опухолей, особенно в гепатоцеллюлярной карциноме.
Разработка ингибиторов гена SLC52A1 для подавления метаболизма опухолевых клеток.
Проведение клинических исследований для оценки гена SLC52A1 как биомаркера в онкологии и метаболических расстройствах.
Изучение влияния полиморфизмов гена SLC52A1 на метаболизм рибофлавина у беременных женщин.

6. Источники

Ресурс	Описание	Ссылка
PubMed	Научные статьи по функциям, клиническому значению и исследованиям SLC52A1	PubMed: 33279678, PubMed: 37510312, PubMed: 26397862, PubMed: 38974615
TCGA	Геномные данные и экспрессия в опухолях	https://www.cbioportal.org/
UALCAN	Анализ экспрессии и метилирования в опухолях	http://ualcan.path.uab.edu/
Human Protein Atlas	Данные об экспрессии в тканях	https://www.proteinatlas.org/ENSG00000132517-SLC52A1
GeneCards	Исчерпывающие данные о гене, функциях и взаимодействиях	https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=SLC52A1
ScienceDirect	Статьи по метаболизму рибофлавина и MADD	ScienceDirect
PMC	Статьи по онкологии и метаболизму SLC52A1	PMC8739691
CancerCI	Данные по экспрессии SLC52A1 и SLC52A2 в опухолях	CancerCI

Заключение

Ген SLC52A1 Кодирует белок RFVT1, обеспечивающий транспорт рибофлавина, необходимого для синтеза кофакторов FMN и FAD, которые участвуют в метаболизме углеводов, липидов и аминокислот.

В метаболических расстройствах мутации гена SLC52A1 связаны с транзиторным MADD, поддающимся лечению высокими дозами рибофлавина, особенно в контексте материнского дефицита рибофлавина.

В онкологии потенциальное повышение экспрессии гена SLC52A1 в гепатоцеллюлярной карциноме указывает на его роль в метаболической перестройке опухолевых клеток, но данные менее убедительны, чем для SLC52A2.

Ограниченные данные о субстратах, мутациях и клинических испытаниях подчеркивают необходимость дальнейших исследований роли гена SLC52A1 в онкологии и метаболизме.

Доступные ресурсы, такие как PubMed, TCGA и GeneCards, поддерживают изучение гена SLC52A1, а перспективы включают метаболомику, разработку ингибиторов и клиническую валидацию биомаркеров.