Пендрин представляет собой анионообменный белок , который у человека кодируется геном SLC26A4 ( семейство растворенных носителей 26, член 4). [1] [2]
Пендрин первоначально был идентифицирован как натрий-независимый хлорид-йодидный обменник [3] , а последующие исследования показали, что он также принимает формиат и бикарбонат в качестве субстратов. [4] [5] Пендрин похож на транспортный белок Band 3 , обнаруженный в эритроцитах . Пендрин — это белок, который мутирует при синдроме Пендреда , который представляет собой аутосомно-рецессивное заболевание, характеризующееся нейросенсорной тугоухостью, зобом и частичным органическим нарушением, выявляемым с помощью положительного перхлоратного теста. [6]
С помощью филогенетического анализа было обнаружено, что пендрин является близким родственником престина, присутствующего на волосковых клетках или кортиевом органе внутреннего уха. Престин — это прежде всего электромеханический преобразователь, а пендрин — переносчик ионов.
Функция
Пендрин — это ионообменник, обнаруженный во многих типах клеток организма. Высокие уровни экспрессии пендрина были выявлены во внутреннем ухе и щитовидной железе. В щитовидной железе пендрин обеспечивает отток йодида через апикальную мембрану тироцита, что имеет решающее значение для образования гормона щитовидной железы. [7] Точная функция пендрина во внутреннем ухе остается неясной; однако пендрин может играть роль в кислотно-щелочном балансе в качестве хлоридно-бикарбонатного обменника, регулировать объемный гомеостаз благодаря своей способности функционировать как хлоридно-формиатный обменник [8] [9] или косвенно модулировать концентрацию кальция в эндолимфе. [10] Пендрин также экспрессируется в почках и локализуется на апикальной мембране популяции вставочных клеток в кортикальных собирательных трубочках , где он участвует в секреции бикарбоната. [11] [12]
Клиническое значение
Мутации в этом гене связаны с синдромом Пендреда , наиболее распространенной формой синдромальной глухоты , аутосомно-рецессивным заболеванием. Синдром Пендреда характеризуется тироидным зобом и расширением вестибулярного водопровода, что приводит к глухоте; однако, несмотря на экспрессию в почках, у людей с синдромом Пендреда не наблюдается каких-либо связанных с почками кислотно-щелочных нарушений или нарушений объема в базальных условиях. Вероятно, это является результатом того, что другие переносчики бикарбоната или хлорида в почках компенсируют любую потерю функции пендрина. Лишь в крайних ситуациях солевого истощения, метаболического алкалоза или при инактивации котранспортера хлорида натрия у этих больных проявляются водно-электролитные нарушения. [13] SLC26A4 очень гомологичен гену SLC26A3 ; они имеют схожие геномные структуры, и этот ген расположен на 3'-конце от гена SLC26A3. Кодируемый белок гомологичен транспортерам сульфатов. [1]
Другая малоизученная роль пендрина заключается в гиперреактивности и воспалении дыхательных путей , например, во время приступов астмы и аллергических реакций. Экспрессия пендрина в легких увеличивается в ответ на аллергены и высокие концентрации IL-13 , [14] [15] , а сверхэкспрессия пендрина приводит к воспалению дыхательных путей, гиперреактивности и увеличению выработки слизи. [16] [17] Эти симптомы могут быть результатом воздействия пендрина на концентрацию ионов в поверхностной жидкости дыхательных путей, что, возможно, приводит к снижению гидратации жидкости. [18]
Рекомендации
^ ab «Ген Энтрез: семейство растворенных носителей SLC26A4 26, член 4» .
^ Эверетт Л.А., Глейзер Б., Бек Дж.К., Идол Дж.Р., Букс А., Хейман М., Адави Ф., Хазани Э., Нассир Э., Баксеванис А.Д., Шеффилд В.К., Грин ED (декабрь 1997 г.). «Синдред Пендреда вызван мутациями в предполагаемом гене-переносчике сульфата (PDS)». Природная генетика . 17 (4): 411–22. дои : 10.1038/ng1297-411. PMID 9398842. S2CID 39359838.
^ Скотт Д.А., Карниски LP (январь 2000 г.). «Человеческий пендрин, экспрессируемый в ооцитах Xenopus laevis, опосредует обмен хлорида/формиата». Американский журнал физиологии. Клеточная физиология . 278 (1): C207-11. дои : 10.1152/ajpcell.2000.278.1.c207 . PMID 10644529. S2CID 18841371.
^ Сулеймани М., Грили Т., Петрович С., Ван З., Амлал Х., Копп П., Бернхэм CE (февраль 2001 г.). «Пендрин: апикальный обменник Cl-/OH-/HCO3- в коре почек». Американский журнал физиологии. Почечная физиология . 280 (2): Ф356-64. дои : 10.1152/ajprenal.2001.280.2.f356. ПМИД 11208611.
^ Паттерсон С., Рунге MS (2006). Принципы молекулярной медицины. Тотова, Нью-Джерси: Humana Press. п. 957. ИСБН1-58829-202-9.
^ Бижанова А, Копп П (01 января 2011 г.). «Споры относительно роли пендрина как апикального переносчика йодида в фолликулярных клетках щитовидной железы». Клеточная физиология и биохимия . 28 (3): 485–90. дои : 10.1159/000335103 . ПМИД 22116361.
^ Карниски LP, Аронсон PS (сентябрь 1985 г.). «Хлоридно-формиатный обмен с рециркуляцией муравьиной кислоты: механизм активного транспорта хлоридов через эпителиальные мембраны». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 82 (18): 6362–5. Бибкод : 1985PNAS...82.6362K. дои : 10.1073/pnas.82.18.6362 . ПМК 391054 . ПМИД 3862136.
^ Ким Х.М., Вангеманн П. (ноябрь 2010 г.). «Нарушение всасывания жидкости в эндолимфатическом мешке инициирует увеличение улитки, что приводит к глухоте у мышей, у которых отсутствует экспрессия пендрина». ПЛОС ОДИН . 5 (11): e14041. Бибкод : 2010PLoSO...514041K. дои : 10.1371/journal.pone.0014041 . ПМЦ 2984494 . ПМИД 21103348.
^ Вангеманн П., Накая К., Ву Т, Маганти Р.Дж., Ица Э.М., Саннеман Дж.Д., Харбидж Д.Г., Биллингс С., Маркус Д.К. (май 2007 г.). «Потеря улитковой секреции HCO3- вызывает глухоту из-за эндолимфатического закисления и ингибирования реабсорбции Ca2+ на мышиной модели синдрома Пендреда». Американский журнал физиологии. Почечная физиология . 292 (5): Ф1345-53. дои : 10.1152/ajprenal.00487.2006. ПМК 2020516 . ПМИД 17299139.
^ Стена СМ (2006). «Почечная физиология пендрина (SLC26A4) и его роль при гипертонии». Симпозиум Фонда Новартис . Симпозиумы Фонда Новартис. 273 : 231–9, обсуждение 239–43, 261–4. дои : 10.1002/0470029579.ch15. ISBN978-0-470-02957-2. ПМИД 17120771.
^ Ройо И.Э., Уолл С.М., Карниски Л.П., Эверетт Л.А., Сузуки К., Кнеппер М.А., Грин ED (март 2001 г.). «Пендрин, кодируемый геном синдрома Пендреда, находится в апикальной области почечных вставочных клеток и опосредует секрецию бикарбоната». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 98 (7): 4221–6. Бибкод : 2001PNAS...98.4221R. дои : 10.1073/pnas.071516798 . ПМК 31206 . ПМИД 11274445.
^ Пела I, Бигоцци М, Бьянки Б (июнь 2008 г.). «Выраженная гипокалиемия и гипохлоремический метаболический алкалоз на фоне терапии тиазидами у ребенка с синдромом Пендреда». Клиническая нефрология . 69 (6): 450–3. дои : 10.5414/cnp69450. ПМИД 18538122.
^ Куперман Д.А., Льюис CC, Вудрафф П.Г., Родригес М.В., Ян Ю.Х., Долганов Г.М., Фэхи Дж.В., Эрл DJ (август 2005 г.). «Рассечение астмы с использованием целенаправленного трансгенного моделирования и функциональной геномики». Журнал аллергии и клинической иммунологии . 116 (2): 305–11. дои : 10.1016/j.jaci.2005.03.024. ПМИД 16083784.
^ Чжэнь Г, Парк СВ, Нгуенву ЛТ, Родригес М.В., Барбо Р., Паке AC, Эрле DJ (февраль 2007 г.). «IL-13 и рецептор эпидермального фактора роста играют важную, но различную роль в производстве муцина эпителиальными клетками». Американский журнал респираторной клеточной и молекулярной биологии . 36 (2): 244–53. doi : 10.1165/rcmb.2006-0180OC. ПМК 1899314 . ПМИД 16980555.
^ Педемонте Н., Качи Э., Сондо Э., Капуто А., Роден К., Пфеффер Ю., Ди Кандиа М., Бандеттини Р., Раваццоло Р., Зегарра-Моран О., Галиетта Л.Дж. (апрель 2007 г.). «Транспорт тиоцианата в покоящихся и стимулированных IL-4 эпителиальных клетках бронхов человека: роль пендрина и анионных каналов». Журнал иммунологии . 178 (8): 5144–53. дои : 10.4049/jimmunol.178.8.5144 . ПМИД 17404297.
^ Накао I, Канаджи С, Ота С, Мацусита Х, Арима К, Юяма Н, Ямая М, Накаяма К, Кубо Х, Ватанабэ М, Сагара Х, Сугияма К, Танака Х, Тода С, Хаяси Х, Иноуэ Х, Хосино Т., Шираки А., Иноуэ М., Сузуки К., Айзава Х., Окинами С., Нагаи Х., Хасегава М., Фукуда Т., Грин Э.Д., Изухара К. (май 2008 г.). «Идентификация пендрина как общего медиатора продукции слизи при бронхиальной астме и хронической обструктивной болезни легких». Журнал иммунологии . 180 (9): 6262–9. дои : 10.4049/jimmunol.180.9.6262 . ПМИД 18424749.
^ Накагами Ю., Фаворето С., Чжэнь Г., Парк С.В., Нгуенву Л.Т., Куперман Д.А., Долганов Г.М., Хуанг Х., Буши Х.А., Авила ПК, Эрле DJ (август 2008 г.). «Эпителиальный переносчик анионов пендрин индуцируется аллергией и риновирусной инфекцией, регулирует поверхностную жидкость дыхательных путей и увеличивает реактивность дыхательных путей и воспаление на модели астмы». Журнал иммунологии . 181 (3): 2203–10. doi : 10.4049/jimmunol.181.3.2203. ПМК 2491716 . ПМИД 18641360.
дальнейшее чтение
Маркович Д (октябрь 2001 г.). «Физиологическая роль и регуляция переносчиков сульфатов млекопитающих». Физиологические обзоры . 81 (4): 1499–533. doi :10.1152/physrev.2001.81.4.1499. PMID 11581495. S2CID 30942862.
Болдуин К.Т., Вайс С., Фаррер Л.А., Де Стефано А.Л., Адэр Р., Франклин Б., Кидд К.К., Коростишевский М., Бонне-Тамир Б. (сентябрь 1995 г.). «Связь врожденной рецессивной глухоты (DFNB4) с хромосомой 7q31 и доказательства генетической гетерогенности в популяции друзов Ближнего Востока». Молекулярная генетика человека . 4 (9): 1637–42. дои : 10.1093/hmg/4.9.1637. ПМИД 8541853.
Койл Б., Коффи Р., Армор Дж.А., Гаусден Э., Хохберг З., Гроссман А., Бриттон К., Пембри М., Рирдон В., Трембат Р. (апрель 1996 г.). «Синдром Пендреда (зоб и нейросенсорная тугоухость) картируется на хромосоме 7 в области, содержащей ген несиндромальной глухоты DFNB4». Природная генетика . 12 (4): 421–3. дои : 10.1038/ng0496-421. PMID 8630497. S2CID 7166946.
Шеффилд В.К., Крайем З., Бек Дж.К., Нисимура Д., Стоун Э.М., Саламе М., Саде О., Глейзер Б. (апрель 1996 г.). «Синдром Пендреда соответствует хромосоме 7q21-34 и вызван внутренним дефектом организации йода в щитовидной железе». Природная генетика . 12 (4): 424–6. дои : 10.1038/ng0496-424. PMID 8630498. S2CID 25888014.
Гаусден Э., Армор Дж.А., Койл Б., Коффи Р., Хохберг З., Пембри М., Бриттон К.Е., Гроссман А., Рирдон В., Трембат Р. (апрель 1996 г.). «Пероксидаза щитовидной железы: доказательства исключения генов болезни при синдроме Пендреда». Клиническая эндокринология . 44 (4): 441–6. дои : 10.1046/j.1365-2265.1996.714536.x. PMID 8706311. S2CID 21410631.
Коук П., Ван Кэмп Дж., Демирхан О, Кабаккая Ю., Балеманс В., Ван Хауве П., Ван Агтмаэль Т., Смит Р.Дж., Парвинг А., Болдер CH, Кремерс К.В., Виллемс П.Дж. (февраль 1997 г.). «Ген синдрома Пендреда расположен между D7S501 и D7S692 в районе 1,7 см хромосомы 7q». Геномика . 40 (1): 48–54. дои : 10.1006/geno.1996.4541. hdl : 2066/25039 . ПМИД 9070918.
Ван Хауве П., Эверетт Л.А., Коук П., Скотт Д.А., Крафт М.Л., Рис-Сталперс С., Болдер С., Оттен Б., де Вийлдер Дж.Дж., Дитрих Н.Л., Рамеш А., Срисайлапати СК, Парвинг А., Кремерс К.В., Виллемс П.Дж., Смит Р.Дж., Грин ЭД, Ван Кэмп Дж. (июль 1998 г.). «Две частые миссенс-мутации при синдроме Пендреда». Молекулярная генетика человека . 7 (7): 1099–104. дои : 10.1093/hmg/7.7.1099 . ПМИД 9618166.
Койл Б., Рирдон В., Хербрик Дж.А., Цуй Л.К., Гаусден Э., Ли Дж., Коффи Р., Грутерс А., Гроссман А., Фелпс П.Д., Люксон Л., Кендалл-Тейлор П., Шерер С.В., Трембат Р.С. (июль 1998 г.). «Молекулярный анализ гена PDS при синдроме Пендреда». Молекулярная генетика человека . 7 (7): 1105–12. дои : 10.1093/hmg/7.7.1105 . ПМИД 9618167.
Усами С., Абэ С., Уэстон М.Д., Шинкава Х., Ван Кэмп Дж., Кимберлинг В.Дж. (февраль 1999 г.). «Несиндромальная потеря слуха, связанная с расширенным вестибулярным водопроводом, вызвана мутациями PDS». Генетика человека . 104 (2): 188–92. дои : 10.1007/s004390050933. PMID 10190331. S2CID 3116063.
Масмуди С., Чарфедин И., Хмани М., Грати М., Горбель А.М., Эльгаид-Булила А., Дрира М., Харделин Дж.П., Аяди Х. (январь 2000 г.). «Синдром Пендреда: фенотипическая изменчивость в двух семьях, несущих одну и ту же миссенс-мутацию PDS». Американский журнал медицинской генетики . 90 (1): 38–44. doi :10.1002/(SICI)1096-8628(20000103)90:1<38::AID-AJMG8>3.0.CO;2-R. ПМИД 10602116.
Рирдон В., О.Махони К.Ф., Трембат Р., Ян Х., Фелпс П.Д. (февраль 2000 г.). «Увеличенный вестибулярный водопровод: радиологический маркер синдрома Пендреда и мутации гена PDS». КДЖМ . 93 (2): 99–104. дои : 10.1093/qjmed/93.2.99 . ПМИД 10700480.
Бидар Ж.М., Миан С., Лазар В., Руссо Д., Филетти С., Кайю Б., Шлюмберже М. (май 2000 г.). «Экспрессия пендрина и гена синдрома Пендреда (PDS) в тканях щитовидной железы человека». Журнал клинической эндокринологии и метаболизма . 85 (5): 2028–33. дои : 10.1210/jcem.85.5.6519 . ПМИД 10843192.
Адато А., Раскин Л., Пети С., Бонн-Тамир Б. (июнь 2000 г.). «Гетерогенность глухоты у изолята друзов с Ближнего Востока: новые мутации OTOF и PDS, низкая распространенность мутации GJB2 35delG и указание на новый локус DFNB». Европейский журнал генетики человека . 8 (6): 437–42. дои : 10.1038/sj.ejhg.5200489 . ПМИД 10878664.
Лохи Х., Куджала М., Керкеля Э., Саариалхо-Кере У., Кестила М., Кере Дж. (ноябрь 2000 г.). «Картирование пяти новых предполагаемых генов-переносчиков анионов у человека и характеристика SLC26A6, гена-кандидата для анионообменника поджелудочной железы». Геномика . 70 (1): 102–12. дои : 10.1006/geno.2000.6355. ПМИД 11087667.
Кэмпбелл С., Куччи Р.А., Прасад С., Грин Дж.Е., Идил Дж.Б., Галер С.Э., Карниски Л.П., Шеффилд В.К., Смит Р.Дж. (май 2001 г.). «Синдром Пендреда, DFNB4 и PDS/SLC26A4, идентификация восьми новых мутаций и возможных корреляций генотип-фенотип». Человеческая мутация . 17 (5): 403–11. дои : 10.1002/humu.1116. PMID 11317356. S2CID 36643824.
Внешние ссылки
Запись GeneReviews/NCBI/NIH/UW о синдроме Пендреда/DFNB4