St3gal3,也称为β-半乳糖苷-α2,3-唾液酸转移酶-III,是一种编码β-半乳糖苷-α2,3-唾液酸转移酶的基因。唾液酸转移酶是一类重要的糖基转移酶,负责将唾液酸(一种糖胺聚糖)转移到糖蛋白和糖脂的末端。这些唾液酸化的糖蛋白和糖脂在细胞识别、信号转导、细胞粘附和免疫应答等过程中发挥着关键作用。
St3gal3在多种生物学过程中发挥着重要作用,包括神经发育、免疫系统功能和癌症发生。St3gal3的突变或表达异常与多种疾病相关,包括神经发育障碍、免疫系统疾病和癌症。
在神经发育方面,St3gal3的突变或表达异常与多种神经发育障碍相关,如非综合征性常染色体隐性智力障碍(NSARID)、West综合征和注意力缺陷/多动障碍(ADHD)。例如,一项研究发现,St3gal3基因的杂合缺失会导致小鼠认知和行为改变,以及与髓鞘形成和唾液酸化途径相关的基因表达变化[3]。此外,一项临床报告显示,ST3GAL3基因的双等位基因变异与一名中国患者的发展性癫痫性脑病相关[2]。这些研究表明,St3gal3在神经发育中发挥着重要作用,其异常可能与多种神经发育障碍的发生和发展有关。
在免疫系统方面,St3gal3的表达和功能与免疫细胞的发育和功能密切相关。例如,一项研究发现,St3gal3的敲低可以增强卵巢癌小鼠的抗癌免疫反应,并改善对免疫治疗的反应[1]。另一项研究发现,St3gal3的缺失会导致小鼠的过敏性嗜酸性气道炎症增强[4]。这些研究表明,St3gal3在免疫系统中发挥着重要作用,其异常可能导致免疫系统功能障碍和炎症反应异常。
在癌症发生方面,St3gal3的表达和功能与肿瘤的发生、发展和转移密切相关。例如,一项研究发现,St3gal3的表达与卵巢癌患者的预后不良相关,St3gal3的敲低可以抑制卵巢癌的生长并增强免疫细胞的浸润[1]。另一项研究发现,St3gal3的表达与卵巢癌细胞的顺铂耐药性相关,St3gal3的敲低可以增强顺铂诱导的卵巢癌细胞凋亡[7]。这些研究表明,St3gal3在肿瘤发生和耐药性中发挥着重要作用,其异常可能导致肿瘤的发生、发展和转移。
除了上述方面,St3gal3还与其他疾病相关,如类风湿性关节炎和子宫内膜的接受性。例如,一项研究发现,St3gal3的过表达可以促进类风湿性关节炎中成纤维样滑膜细胞的炎症反应[5]。另一项研究发现,St3gal3的表达与子宫内膜的接受性相关,St3gal3的下调可以降低子宫内膜的接受性[6]。
综上所述,St3gal3是一种重要的基因,其编码的β-半乳糖苷-α2,3-唾液酸转移酶在多种生物学过程中发挥着重要作用,包括神经发育、免疫系统功能和癌症发生。St3gal3的突变或表达异常与多种疾病相关,包括神经发育障碍、免疫系统疾病和癌症。研究St3gal3的生物学功能和疾病相关性有助于深入理解唾液酸化在生物学过程中的作用,为相关疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Cao, Kankan, Zhang, Guodong, Yang, Moran, Lu, Jiaqi, Liu, Haiou. . Attenuation of Sialylation Augments Antitumor Immunity and Improves Response to Immunotherapy in Ovarian Cancer. In Cancer research, 83, 2171-2186. doi:10.1158/0008-5472.CAN-22-3260. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37172314/
2. Hu, Jihong, Liu, Juan, Guo, Chunguang, Tan, Yaqiong, Pan, Ying. 2023. Clinical report and genetic analysis of a Chinese patient with developmental and epileptic encephalopathy associated with novel biallelic variants in the ST3GAL3 gene. In Molecular genetics & genomic medicine, 12, e2322. doi:10.1002/mgg3.2322. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37938134/
3. Rivero, Olga, Alhama-Riba, Judit, Ku, Hsing-Ping, van den Hove, Daniel, Lesch, Klaus-Peter. 2021. Haploinsufficiency of the Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder Risk Gene St3gal3 in Mice Causes Alterations in Cognition and Expression of Genes Involved in Myelination and Sialylation. In Frontiers in genetics, 12, 688488. doi:10.3389/fgene.2021.688488. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34650588/
4. Kiwamoto, Takumi, Brummet, Mary E, Wu, Fan, Zhu, Zhou, Bochner, Bruce S. 2013. Mice deficient in the St3gal3 gene product α2,3 sialyltransferase (ST3Gal-III) exhibit enhanced allergic eosinophilic airway inflammation. In The Journal of allergy and clinical immunology, 133, 240-7.e1-3. doi:10.1016/j.jaci.2013.05.018. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23830412/
5. Xu, Liming, Niu, Xuegang, Liu, Yifan, Liu, Lining. 2022. ST3GAL3 Promotes the Inflammatory Response of Fibroblast-Like Synoviocytes in Rheumatoid Arthritis by Activating the TLR9/MyD88 Pathway. In Mediators of inflammation, 2022, 4258742. doi:10.1155/2022/4258742. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36405992/
6. Yu, Ming, Wang, Hao, Liu, Jianwei, Liu, Shuai, Yan, Qiu. 2018. The sialyltransferase ST3Gal3 facilitates the receptivity of the uterine endometrium in vitro and in vivo. In FEBS letters, 592, 3696-3707. doi:10.1002/1873-3468.13252. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30220088/
7. Wang, Xiaoyu, Zhang, Yiting, Lin, Haiyingjie, Gao, Fenze, Lin, Shaoqiang. 2016. Alpha2,3-sialyltransferase III knockdown sensitized ovarian cancer cells to cisplatin-induced apoptosis. In Biochemical and biophysical research communications, 482, 758-763. doi:10.1016/j.bbrc.2016.11.107. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27871859/