PTPRR,即蛋白酪氨酸磷酸酶受体型R,是一种在神经元细胞中表达的蛋白质,属于经典蛋白酪氨酸磷酸酶(PTPs)的PTPRR亚家族。PTPRR基因编码的蛋白质在多种细胞过程中发挥重要作用,包括细胞增殖、分化和功能调节。PTPRR基因的蛋白质产物是生理性调节因子,可以调节丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)的活性[1]。PTPRR基因在许多脊椎动物中都有同源基因,其功能与神经系统发育和功能密切相关[2]。
PTPRR基因编码两种蛋白质异构体,PTP-SL和PTPBR7,它们在神经发育过程中表现出不同的表达模式。PTPBR7在早期胚胎发育中在脊髓神经节细胞和发育中的浦肯野细胞中表达,而PTP-SL在成熟浦肯野细胞中表达。PTPBR7是一种I型跨膜蛋白酪氨酸磷酸酶,而PTP-SL则是一种细胞质膜相关蛋白酪氨酸磷酸酶,定位于细胞核周围的囊泡结构,部分属于内体区室[6]。PTPBR7和PTP-SL都含有激酶相互作用基序,使它们成为MAPK磷酸酶,能够调节MAPK信号通路。
PTPRR基因缺失小鼠表现出运动协调和平衡能力缺陷,这表明PTPRR在维持正常运动功能中发挥重要作用[1,8]。PTPRR基因缺失小鼠的大脑形态、浦肯野细胞数量和树突分支没有明显异常,但PTPRR缺失小鼠的小脑和大脑匀浆中的MAPK磷酸化水平显著改变。PTPRR缺失小鼠的浦肯野细胞中,ERK1/2的磷酸化免疫染色密度增加,这表明PTPRR在调节MAPK信号通路中发挥重要作用[8]。
PTPRR基因缺失小鼠的运动协调和平衡能力缺陷可能与小脑钙通道和受体的磷酸化水平受损有关[1]。小脑中的MAPK信号通路是调节突触可塑性的关键过程,对理解小脑功能和疾病具有重要意义[1]。
PTPRR基因的异常表达与多种疾病的发生发展有关。例如,PTPRR基因的沉默与膀胱癌患者的预后不良相关[3]。PTPRR基因的沉默与肿瘤微环境(TME)的炎症状态和肿瘤突变负荷升高相关[7]。此外,PTPRR基因的异常表达与急性髓细胞性白血病的发生发展有关[4]。PTPRR基因的融合基因TEL/PTPRR在急性髓细胞性白血病中发挥重要作用,能够抑制野生型TEL的转录抑制活性,并导致白血病细胞的异常增殖[4]。
PTPRR基因的表观遗传调控机制在肿瘤发生发展中发挥重要作用。例如,组蛋白去乙酰化酶(HDAC)抑制剂能够诱导PTPRR启动子区域的组蛋白乙酰化,从而恢复PTPRR的表达[5]。PTPRR的表达和Src同源结构域2含蛋白酪氨酸磷酸酶2(SHP2)抑制剂的联合使用可以抑制RAS突变型肺癌的进展[5]。
PTPRR基因的多态性与一些神经精神疾病的发生发展相关。例如,PTPRR基因的多态性与重度抑郁症患者的静息态脑功能改变相关[9]。PTPRR基因的T/G等位基因和G/C等位基因在重度抑郁症患者的大脑皮层中表现出异常的低频波动幅度(ALFF)和区域同质性(ReHo)改变[9]。
综上所述,PTPRR基因在神经元细胞中表达,参与调节MAPK信号通路和神经系统的发育和功能。PTPRR基因的异常表达与多种疾病的发生发展相关,包括神经系统疾病、肿瘤和神经精神疾病。PTPRR基因的表观遗传调控机制在肿瘤发生发展中发挥重要作用。PTPRR基因的研究有助于深入理解神经系统功能和疾病发生机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Schmitt, Ina, Bitoun, Emmanuelle, Manto, Mario. . PTPRR, cerebellum, and motor coordination. In Cerebellum (London, England), 8, 71-3. doi:10.1007/s12311-009-0118-4. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19488825/
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6. Van Den Maagdenberg, A M, Bächner, D, Schepens, J T, Wieringa, B, Hendriks, W J. . The mouse Ptprr gene encodes two protein tyrosine phosphatases, PTP-SL and PTPBR7, that display distinct patterns of expression during neural development. In The European journal of neuroscience, 11, 3832-44. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10583472/
7. Shen, Chong, Chai, Wang, Han, Jingwen, Fan, Zhenqian, Hu, Hailong. 2023. Identification and validation of a dysregulated TME-related gene signature for predicting prognosis, and immunological properties in bladder cancer. In Frontiers in immunology, 14, 1213947. doi:10.3389/fimmu.2023.1213947. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37965307/
8. Chirivi, Renato G S, Noordman, Yvet E, Van der Zee, Catharina E E M, Hendriks, Wiljan J A J. 2007. Altered MAP kinase phosphorylation and impaired motor coordination in PTPRR deficient mice. In Journal of neurochemistry, 101, 829-40. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17266727/
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