St3gal5,也称为ST3 β-galactoside α-2,3-sialyltransferase 5,是一种重要的糖基转移酶。它在体内主要负责催化合成神经节苷脂(gangliosides)中的GM3。神经节苷脂是一类含有唾液酸的糖脂,主要存在于神经组织中,在神经系统的发育和功能中发挥着重要作用。St3gal5的表达水平与多种疾病的发生和发展密切相关。
St3gal5的突变会导致GM3合成酶缺乏症(GM3 synthase deficiency, GM3SD),这是一种常染色体隐性遗传疾病,患者表现出智力障碍、小头症、运动和发育迟缓、听力和视力障碍以及皮肤色素沉着改变等症状[2]。GM3合成酶缺乏症患者的临床特征包括癫痫、智力障碍、运动障碍、听力障碍、视力障碍和色素沉着改变等[3]。
此外,St3gal5的表达水平与膀胱癌的发生和发展也密切相关。研究表明,St3gal5在膀胱癌组织中的表达水平显著低于正常膀胱组织,且其表达水平与膀胱癌的肌肉浸润程度、肿瘤分级和预后相关[5]。ST3GAL5在膀胱癌组织中表达下调,与肌肉浸润、高分级和预后不良相关。ST3GAL5可能被视为膀胱癌的抑癌基因,可能是膀胱癌的潜在预测和预后生物标志物,也可能是肿瘤治疗的分子靶点[5]。
St3gal5的表达水平还与肺癌的发生和发展有关。研究发现,St3gal5在肺癌组织中的表达水平显著低于相邻的非恶性组织,并且其表达水平与良好的预后相关。ST3GAL5催化合成的神经节苷脂可以抑制TGF-β信号通路,从而抑制上皮-间质转化(EMT),抑制肺癌细胞的迁移和侵袭[1]。
St3gal5的表达水平还与Spastic paraplegia 11(SPG11)基因突变导致的遗传性痉挛性截瘫的发生和发展有关。研究发现,下调St3gal5的表达可以预防Spg11敲除小鼠的神经节苷脂在溶酶体中积累,从而延缓运动和认知症状的出现[4]。
此外,St3gal5的表达水平还与GM3合成酶缺乏症的发生和发展有关。GM3合成酶缺乏症是一种常染色体隐性遗传疾病,患者表现出智力障碍、小头症、运动和发育迟缓、听力和视力障碍以及皮肤色素沉着改变等症状[2]。
综上所述,St3gal5的表达水平与多种疾病的发生和发展密切相关,包括GM3合成酶缺乏症、膀胱癌、肺癌和Spastic paraplegia 11(SPG11)基因突变导致的遗传性痉挛性截瘫。St3gal5在神经节苷脂的合成中发挥着重要作用,其表达水平的改变可能影响神经系统的发育和功能,从而影响多种疾病的发生和发展。因此,St3gal5可能成为这些疾病的治疗靶点,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Zhang, Jing, van der Zon, Gerard, Ma, Jin, Zhang, Tao, Ten Dijke, Peter. 2022. ST3GAL5-catalyzed gangliosides inhibit TGF-β-induced epithelial-mesenchymal transition via TβRI degradation. In The EMBO journal, 42, e110553. doi:10.15252/embj.2021110553. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36504224/
2. Mu, Dan, Yang, Yanting, Liu, Yao, Liu, Hongqian, Wang, Jing. 2024. Identification of a novel ST3GAL5 variant in a Chinese boy with GM3 synthase deficiency and literature review of variants in the ST3GAL5 gene. In Orphanet journal of rare diseases, 19, 423. doi:10.1186/s13023-024-03369-6. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39533347/
3. Inamori, Kei-Ichiro, Inokuchi, Jin-Ichi. 2022. Ganglioside GM3 Synthase Deficiency in Mouse Models and Human Patients. In International journal of molecular sciences, 23, . doi:10.3390/ijms23105368. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35628171/
4. Fortier, Manon, Cauhapé, Margaux, Buono, Suzie, Cowling, Belinda, Darios, Frédéric. 2024. Decreasing ganglioside synthesis delays motor and cognitive symptom onset in Spg11 knockout mice. In Neurobiology of disease, 199, 106564. doi:10.1016/j.nbd.2024.106564. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38876323/
5. Ouyang, Song, Liu, Ji-Hong, Ni, Zhao, Ding, Guo-Fu, Wang, Qin-Zhang. 2020. Downregulation of ST3GAL5 is associated with muscle invasion, high grade and a poor prognosis in patients with bladder cancer. In Oncology letters, 20, 828-840. doi:10.3892/ol.2020.11597. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32566010/