stringtranslate.com

Пендрин

Пендрин — это белок обмена анионов , который у людей кодируется геном SLC26A4 (семейство переносчиков растворенных веществ 26, член 4). [5] [6] Первоначально пендрин был идентифицирован как натрий-независимый хлорид-йодидный обменник [7], а последующие исследования показали, что он также принимает формиат и бикарбонат в качестве субстратов. [8] [9] Пендрин похож на транспортный белок Band 3 , обнаруженный в эритроцитах . Пендрин — это белок, который мутирует при синдроме Пендреда , который является аутосомно-рецессивным заболеванием, характеризующимся сенсоневральной потерей слуха, зобом и частичной проблемой органификации, обнаруживаемой с помощью положительного теста на перхлорат. [10]

Пендрин отвечает за опосредование электронейтрального обмена хлорида ( Cl− ) на бикарбонат (HCO3− ) через плазматическую мембрану в хлоридных клетках пресноводных рыб .

Филогенетический анализ показал, что пендрин является близким родственником престина, присутствующего в волосковых клетках или органе корти во внутреннем ухе. Престин в первую очередь является электромеханическим преобразователем, тогда как пендрин является переносчиком ионов .

Функция

Пендрин — это ионообменник, который содержится во многих типах клеток организма. Высокие уровни экспрессии пендрина были выявлены во внутреннем ухе и щитовидной железе. [11]

Щитовидная железа

Синтез гормонов щитовидной железы , при этом пендрин находится в центре между фолликулярным коллоидом и фолликулярной клеткой.

В щитовидной железе пендрин экспрессируется фолликулярными клетками щитовидной железы . Симпортер Na + /I − импортирует йодид (I - ) в клетку через ее базолатеральную сторону, а пендрин выдавливает I − через апикальную мембрану клетки в коллоид щитовидной железы . [12]

Внутреннее ухо

Точная функция пендрина во внутреннем ухе остается неясной; однако пендрин может играть роль в кислотно-щелочном балансе как хлорид-бикарбонатный обменник, регулировать гомеостаз объема посредством своей способности функционировать как хлорид-формиатный обменник [13] [14] или косвенно модулировать концентрацию кальция в эндолимфе. [15] Пендрин также экспрессируется в почках и локализуется в апикальной мембране популяции интеркалированных клеток в кортикальном собирательном протоке , где он участвует в секреции бикарбоната. [16] [17]

Почка

Почечные β-интеркалированные клетки поздней дистальной трубки и собирательного протока экспрессируют пендрин на своей апикальной мембране, резорбируя один Cl − в обмен на секрецию HCO3 − , с последующим вытеснением Cl − из клетки базолатеральным каналом Cl − . Таким образом, β-интеркалированные клетки используют пендрин для содействия кислотно-щелочному гомеостазу путем выделения основания (HCO3 − ) в мочу. Кроме того, β-интеркалированные клетки могут использовать пендрин совместно с антипортером Na + /HCO3 − /2Cl − для резорбции NaCl. [18]

Клиническое значение

Мутации в этом гене связаны с синдромом Пендреда , наиболее распространенной формой синдромной глухоты , аутосомно-рецессивного заболевания. Синдром Пендреда характеризуется зобом щитовидной железы и расширением вестибулярного водопровода, что приводит к глухоте; однако, несмотря на то, что он выражен в почке, у людей с синдромом Пендреда не наблюдается никаких связанных с почками кислотно-щелочных или объемных аномалий в базальных условиях. Вероятно, это является результатом того, что другие транспортеры бикарбоната или хлорида в почке компенсируют любую потерю функции пендрина. Только в экстремальных ситуациях истощения соли или метаболического алкалоза, или при инактивации котранспортера натрия-хлорида, у этих пациентов проявляются нарушения жидкости и электролитов. [19] SLC26A4 в высокой степени гомологичен гену SLC26A3 ; они имеют схожие геномные структуры, и этот ген расположен 3' от гена SLC26A3. Кодируемый белок имеет гомологию с транспортерами сульфата. [5]

Другая малоизученная роль пендрина заключается в гиперреактивности и воспалении дыхательных путей , как во время приступов астмы и аллергических реакций. Экспрессия пендрина в легких увеличивается в ответ на аллергены и высокие концентрации ИЛ-13 , [20] [21] а сверхэкспрессия пендрина приводит к воспалению дыхательных путей, гиперреактивности и повышенному образованию слизи. [22] [23] Эти симптомы могут быть результатом воздействия пендрина на концентрацию ионов в жидкости на поверхности дыхательных путей, что может привести к снижению гидратации жидкости. [24]

Ссылки

  1. ^ abc GRCh38: Ensembl выпуск 89: ENSG00000091137 – Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ abc GRCm38: Ensembl выпуск 89: ENSMUSG00000020651 – Ensembl , май 2017 г.
  3. ^ "Human PubMed Reference:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  4. ^ "Mouse PubMed Reference:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  5. ^ ab "Ген Entrez: семейство переносчиков растворенного вещества SLC26A4 26, член 4".
  6. ^ Everett LA, Glaser B, Beck JC, Idol JR, Buchs A, Heyman M и др. (декабрь 1997 г.). «Синдром Пендреда вызван мутациями в предполагаемом гене транспортера сульфата (PDS)». Nature Genetics . 17 (4): 411–422. doi :10.1038/ng1297-411. PMID  9398842. S2CID  39359838.
  7. ^ Scott DA, Wang R, Kreman TM, Sheffield VC, Karniski LP (апрель 1999). «Ген синдрома Пендреда кодирует белок транспорта хлорида-йодида». Nature Genetics . 21 (4): 440–443. doi :10.1038/7783. PMID  10192399. S2CID  23717390.
  8. ^ Скотт ДА, Карниски ЛП (январь 2000). «Человеческий пендрин, экспрессируемый в ооцитах Xenopus laevis, опосредует обмен хлорида/формиата». Американский журнал физиологии. Физиология клетки . 278 (1): C207–C211. doi : 10.1152/ajpcell.2000.278.1.c207 . PMID  10644529. S2CID  18841371.
  9. ^ Soleimani M, Greeley T, Petrovic S, Wang Z, Amlal H, Kopp P, et al. (Февраль 2001). «Pendrin: an apical Cl-/OH-/HCO3- exchanger in the renal cortex». American Journal of Physiology. Renal Physiology . 280 (2): F356–F364. doi :10.1152/ajprenal.2001.280.2.f356. PMID  11208611.
  10. ^ Паттерсон С., Рунге М.С. (2006). Принципы молекулярной медицины. Тотова, Нью-Джерси: Humana Press. стр. 957. ISBN 1-58829-202-9.
  11. ^ Бижанова А., Копп П. (2011-01-01). «Споры относительно роли пендрина как апикального транспортера йодида в фолликулярных клетках щитовидной железы». Клеточная физиология и биохимия . 28 (3): 485–490. doi : 10.1159/000335103 . PMID  22116361.
  12. ^ Kessler J, Obinger C, Eales G (июль 2008 г.). «Факторы, влияющие на изучение видов йода, генерируемых пероксидазой, и их влияние на синтез тиреоглобулина». Thyroid . 18 (7): 769–774. doi :10.1089/thy.2007.0310. PMID  18631006.
  13. ^ Karniski LP, Aronson PS (сентябрь 1985 г.). «Обмен хлорида/формиата с рециркуляцией муравьиной кислоты: механизм активного транспорта хлорида через эпителиальные мембраны». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 82 (18): 6362–6365. Bibcode : 1985PNAS...82.6362K. doi : 10.1073 /pnas.82.18.6362 . PMC 391054. PMID  3862136. 
  14. ^ Kim HM, Wangemann P (ноябрь 2010 г.). «Нарушение абсорбции жидкости в эндолимфатическом мешке инициирует кохлеарное увеличение, которое приводит к глухоте у мышей, у которых отсутствует экспрессия пендрина». PLOS ONE . ​​5 (11): e14041. Bibcode :2010PLoSO...514041K. doi : 10.1371/journal.pone.0014041 . PMC 2984494 . PMID  21103348. 
  15. ^ Wangemann P, Nakaya K, Wu T, Maganti RJ, Itza EM, Sanneman JD и др. (май 2007 г.). «Потеря кохлеарной секреции HCO3- вызывает глухоту через эндолимфатическое закисление и ингибирование реабсорбции Ca2+ в мышиной модели синдрома Пендреда». American Journal of Physiology. Renal Physiology . 292 (5): F1345–F1353. doi :10.1152/ajprenal.00487.2006. PMC 2020516. PMID  17299139 . 
  16. ^ Wall SM (2006). "Почечная физиология пендрина (SLC26A4) и его роль в гипертонии". Эпителиальный транспорт анионов в здоровье и болезни: роль семейства транспортеров SLC26 . Симпозиумы Novartis Foundation. Том 273. стр. 231–9, обсуждение 239–43, 261–4. doi :10.1002/0470029579.ch15. ISBN 978-0-470-02957-2. PMID  17120771.
  17. ^ Royaux IE, Wall SM, Karniski LP, Everett LA, Suzuki K, Knepper MA и др. (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): 4221–4226. Bibcode : 2001PNAS...98.4221R. doi : 10.1073/pnas.071516798 . PMC 31206. PMID  11274445. 
  18. ^ Кеппен Б.М., Стэнтон Б.А., Святецка-Урбан А, ред. (2024). Физиология Берна и Леви (8-е изд.). Филадельфия, Пенсильвания: Эльзевир. ISBN 978-0-323-84790-2.
  19. ^ Pela I, Bigozzi M, Bianchi B (июнь 2008 г.). «Глубокая гипокалиемия и гипохлоремический метаболический алкалоз во время тиазидной терапии у ребенка с синдромом Пендреда». Клиническая нефрология . 69 (6): 450–453. doi :10.5414/cnp69450. PMID  18538122.
  20. ^ Kuperman DA, Lewis CC, Woodruff PG, Rodriguez MW, Yang YH, Dolganov GM и др. (август 2005 г.). «Диссектинг астмы с использованием целенаправленного трансгенного моделирования и функциональной геномики». Журнал аллергии и клинической иммунологии . 116 (2): 305–311. doi :10.1016/j.jaci.2005.03.024. PMID  16083784.
  21. ^ Zhen G, Park SW, Nguyenvu LT, Rodriguez MW, Barbeau R, Paquet AC и др. (февраль 2007 г.). «IL-13 и рецептор эпидермального фактора роста играют критически важную, но различную роль в продукции муцина эпителиальными клетками». American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology . 36 (2): 244–253. doi :10.1165/rcmb.2006-0180OC. PMC 1899314 . PMID  16980555. 
  22. ^ Pedemonte N, Caci E, Sondo E, Caputo A, Rhoden K, Pfeffer U и др. (апрель 2007 г.). «Транспорт тиоцианата в покоящиеся и стимулированные IL-4 человеческие бронхиальные эпителиальные клетки: роль пендрина и анионных каналов». Журнал иммунологии . 178 (8): 5144–5153. doi : 10.4049/jimmunol.178.8.5144 . PMID  17404297.
  23. ^ Nakao I, Kanaji S, Ohta S, Matsushita H, Arima K, Yuyama N и др. (май 2008 г.). «Идентификация пендрина как общего медиатора продукции слизи при бронхиальной астме и хронической обструктивной болезни легких». Журнал иммунологии . 180 (9): 6262–6269. doi : 10.4049/jimmunol.180.9.6262 . PMID  18424749.
  24. ^ Nakagami Y, Favoreto S, Zhen G, Park SW, Nguyenvu LT, Kuperman DA и др. (август 2008 г.). «Эпителиальный транспортер анионов пендрин индуцируется аллергией и риновирусной инфекцией, регулирует жидкость на поверхности дыхательных путей и повышает реактивность дыхательных путей и воспаление в модели астмы». Журнал иммунологии . 181 (3): 2203–2210. doi :10.4049/jimmunol.181.3.2203. PMC 2491716. PMID  18641360 . 

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки