ATP12A,也称为非胃H+/K+-ATPase,是一种重要的质子泵,编码非胃H+/K+-ATPase的催化亚基,广泛表达于多种上皮组织,并在呼吸道上皮中发挥重要作用。ATP12A介导质子的分泌,以钾离子为交换,调节呼吸道上皮表面液体和粘液的组成和性质,这对于维持呼吸道防御和呼吸健康至关重要。
在囊性纤维化(CF)和其他慢性炎症性呼吸道疾病中,ATP12A的表达和活性增加,与其他平衡活动(如CFTR介导的碳酸氢盐分泌)的丧失相结合,导致气道表面液体和粘液的过度酸化,进而引发呼吸道功能障碍,参与疾病的发生发展[1]。
除了在呼吸道疾病中的作用外,ATP12A还与特发性肺纤维化(IPF)的发病机制相关。IPF是一种病因不明的病理状态,其特征为肺损伤和随后的纤维化反应,导致肺泡壁增厚和肺泡空间消失。ATP12A蛋白在IPF患者的远端小气道中过表达,其过表达会加重实验性肺纤维化,而抑制ATP12A蛋白可以作为一种新的治疗策略,用于IPF的治疗[2]。
此外,ATP12A还与心脏功能相关。研究发现,ATP12A基因中的常见遗传变异与左心室舒张功能相关,这表明ATP12A在心肌舒张过程中发挥重要作用[3]。
在前列腺组织中,ATP12A的表达模式在良性前列腺增生和前列腺癌中发生了显著改变。正常前列腺组织中,ATP12A蛋白以膜结合的形式存在,并在良性前列腺增生和前列腺癌组织中发生位移,这表明ATP12A可能参与了前列腺癌的发生发展[4]。
ATP12A还与结肠毒性相关。研究发现,5-氟尿嘧啶(5-FU)诱导的毒性导致结肠组织中ATP12A基因的表达发生变化,这表明ATP12A可能在结肠毒性中发挥重要作用[5]。
此外,ATP12A可能作为一种抗凋亡离子转运蛋白,参与抑制凋亡过程。研究发现,ATP12A在HL-60细胞中表达,并且ATP12A的抑制剂可以抑制HL-60细胞的凋亡过程[6]。
在囊性纤维化治疗方面,ATP12A被作为一种潜在的治疗靶点。研究发现,ATP12A的抑制剂可以恢复CF小鼠气道表面液体的酸碱平衡,从而改善呼吸道防御功能[7]。此外,针对ATP12A的抑制策略也被认为是IPF治疗的一种潜在方法[8]。
综上所述,ATP12A在多种疾病中发挥重要作用,包括囊性纤维化、特发性肺纤维化、心脏疾病、前列腺癌和结肠毒性等。ATP12A的研究有助于深入理解其在不同生物学过程中的作用机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Dębczyński, Michał, Gorrieri, Giulia, Mojsak, Damian, Zara, Federico, Scudieri, Paolo. 2023. ATP12A Proton Pump as an Emerging Therapeutic Target in Cystic Fibrosis and Other Respiratory Diseases. In Biomolecules, 13, . doi:10.3390/biom13101455. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37892136/
2. Abdelgied, Mohamed, Uhl, Katie, Chen, Oliver G, Girgis, Reda E, Li, Xiaopeng. . Targeting ATP12A, a Nongastric Proton Pump α Subunit, for Idiopathic Pulmonary Fibrosis Treatment. In American journal of respiratory cell and molecular biology, 68, 638-650. doi:10.1165/rcmb.2022-0264OC. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36780662/
3. Shah, Viral S, Meyerholz, David K, Tang, Xiao Xiao, Randak, Christoph O, Welsh, Michael J. . Airway acidification initiates host defense abnormalities in cystic fibrosis mice. In Science (New York, N.Y.), 351, 503-7. doi:10.1126/science.aad5589. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26823428/
4. Knez, Judita, Salvi, Erika, Tikhonoff, Valérie, Staessen, Jan A, Kuznetsova, Tatiana. 2014. Left ventricular diastolic function associated with common genetic variation in ATP12A in a general population. In BMC medical genetics, 15, 121. doi:10.1186/s12881-014-0121-6. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25366262/
5. Streif, Doris, Iglseder, Eva, Hauser-Kronberger, Cornelia, Jakab, Martin, Ritter, Markus. 2011. Expression of the non-gastric H+/K+ ATPase ATP12A in normal and pathological human prostate tissue. In Cellular physiology and biochemistry : international journal of experimental cellular physiology, biochemistry, and pharmacology, 28, 1287-94. doi:10.1159/000335860. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22179016/
6. Rodrigues, Daniela, van Kampen, Roel, van Bodegraven, Ad A, Jennen, Danyel G J, de Kok, Theo M. 2022. Gene expression responses reflecting 5-FU-induced toxicity: Comparison between patient colon tissue and 3D human colon organoids. In Toxicology letters, 371, 17-24. doi:10.1016/j.toxlet.2022.09.013. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36183961/
7. Jakab, Martin, Hofer, Sabine, Ravasio, Andrea, Fürst, Johannes, Ritter, Markus. 2014. The putative role of the non-gastric H⁺/K⁺-ATPase ATP12A (ATP1AL1) as anti-apoptotic ion transporter: effect of the H⁺/K⁺ ATPase inhibitor SCH28080 on butyrate-stimulated myelomonocytic HL-60 cells. In Cellular physiology and biochemistry : international journal of experimental cellular physiology, biochemistry, and pharmacology, 34, 1507-26. doi:10.1159/000366355. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25322912/
8. Oliver, Kathryn E, Carlon, Marianne S, Pedemonte, Nicoletta, Lopes-Pacheco, Miquéias. 2023. The revolution of personalized pharmacotherapies for cystic fibrosis: what does the future hold? In Expert opinion on pharmacotherapy, 24, 1545-1565. doi:10.1080/14656566.2023.2230129. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37379072/