Ppp3ca基因编码的是钙调神经磷酸酶(calcineurin)的催化亚基A,这是一种钙-钙调蛋白依赖性的丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶。钙调神经磷酸酶在多种细胞过程中发挥着关键作用,包括T细胞活化、神经元可塑性、肌肉发育以及细胞应激反应等[5]。钙调神经磷酸酶通过去磷酸化多种底物来调节这些过程,包括转录因子、细胞骨架蛋白以及信号传导蛋白等。Ppp3ca基因的突变与多种疾病相关,包括发育性和癫痫性脑病(DEE)、肌肉疾病以及一些类型的癌症。
发育性和癫痫性脑病(DEE)是一种罕见的神经系统疾病,其特征是早期发病的难治性癫痫、发育迟缓和智力障碍。Favaro等人[1]的研究发现,Ppp3ca基因的致病性变异与DEE相关。该研究详细描述了四个携带Ppp3ca基因调节域内致病性变异的患者的电临床表型。研究揭示了两种不同的电临床表型,其中一种与儿童期发病的局灶性和全身性癫痫、发育和智力障碍相关,另一种则导致早期发病的难治性严重癫痫,并可能危及生命。研究发现,Ppp3ca基因调节域内的截断突变与更严重的残疾和难治性癫痫相关,而钙调蛋白结合域内的截断突变则与更轻微的表型相关。
除了在人类疾病中的作用,Ppp3ca基因在山羊繁殖性状中也起着重要作用。Bai等人[2,3]的研究发现,山羊Ppp3ca基因中的插入/缺失(indels)和拷贝数变异(CNVs)与产仔数和精子质量相关。研究发现,特定的20bp indel多态性与产仔数显著相关,而CNV1和CNV2与产仔数和精子质量显著相关。这些发现表明,Ppp3ca基因的变异可能作为标记辅助选择中的潜在DNA标记,用于选择具有较高繁殖力的山羊。
在癌症研究中,Ppp3ca基因的变异也与胰腺导管腺癌(PDAC)的预后相关。Chen等人[4]的研究发现,Ppp3ca基因与缺氧和免疫相关的基因共同构建了一个预后风险评分模型,可以预测PDAC患者的预后。研究发现,高风险组的患者具有较低的免疫评分、基质评分和免疫检查点表达,如PD-L1,并且免疫细胞浸润状态与低风险组不同。这些结果表明,Ppp3ca基因的变异可能参与了PDAC的发病机制,并且可以作为预测PDAC预后的独立因素。
综上所述,Ppp3ca基因编码的钙调神经磷酸酶在多种细胞过程中发挥着关键作用,其变异与多种疾病相关,包括发育性和癫痫性脑病(DEE)、肌肉疾病以及一些类型的癌症。Ppp3ca基因的变异可能影响钙调神经磷酸酶的功能,从而导致不同的电临床表型和疾病表型。此外,Ppp3ca基因的变异还与山羊的繁殖性状相关,可以作为标记辅助选择中的潜在DNA标记。进一步的研究将有助于深入理解Ppp3ca基因在疾病发生和发展中的作用,并为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Favaro, Jacopo, Iodice, Alessandro, Nosadini, Margherita, Parmeggiani, Lucio, Sartori, Stefano. 2024. PPP3CA gene-related developmental and epileptic encephalopathy: Expanding the electro-clinical phenotype. In Seizure, 121, 253-261. doi:10.1016/j.seizure.2024.08.017. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39305655/
2. Bai, Yangyang, Li, Jie, Zhu, Haijing, Song, Xiaoyue, Lan, Xianyong. . Deletion mutation within the goat PPP3CA gene identified by GWAS significantly affects litter size. In Reproduction, fertility, and development, 33, 476-483. doi:10.1071/RD20337. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33883061/
3. Bai, Yangyang, Zhang, Taiyuan, Liu, Nuan, Zhu, Haijing, Lan, Xianyong. 2022. Investigation of Copy Number Variations (CNVs) of the Goat PPP3CA Gene and Their Effect on Litter Size and Semen Quality. In Animals : an open access journal from MDPI, 12, . doi:10.3390/ani12040445. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35203154/
4. Chen, Dongjie, Huang, Hui, Zang, Longjun, Zhu, Hongwei, Yu, Xiao. 2021. Development and Verification of the Hypoxia- and Immune-Associated Prognostic Signature for Pancreatic Ductal Adenocarcinoma. In Frontiers in immunology, 12, 728062. doi:10.3389/fimmu.2021.728062. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34691034/
5. Wan, Lu, Ma, Jisi, Xu, Gangyi, Wang, Daihua, Wang, Nianlu. 2014. Molecular cloning, structural analysis and tissue expression of protein phosphatase 3 catalytic subunit alpha isoform (PPP3CA) gene in Tianfu goat muscle. In International journal of molecular sciences, 15, 2346-58. doi:10.3390/ijms15022346. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24514563/