STX1A,也称为Syntaxin 1A,是一种在神经元突触中发挥重要作用的蛋白质编码基因。Syntaxin 1A属于Syntaxin家族,是一种膜融合蛋白,主要负责神经递质释放过程中突触囊泡与质膜的结合。Syntaxin 1A在神经递质的传递和突触可塑性中扮演关键角色,其功能异常与多种神经发育障碍和神经精神疾病相关。
Williams综合征(WS)是一种相对罕见的微缺失综合征,其特征是染色体7q11.23区域的25-27个基因缺失。STX1A基因位于该区域,缺失可能导致心血管疾病、独特的颅面外观、智力障碍和过度社交等特征。研究显示,STX1A的缺失与WS的表型存在关联,但其具体机制尚待进一步研究[1]。
STX1A基因的变异与多种神经精神疾病相关。例如,一项研究发现,STX1A基因的变异与儿童多动症(ADHD)的易感性相关。在中国汉族人群中,rs3793243和rs875342位点的变异与ADHD的发生风险相关[2]。此外,STX1A基因的变异还与偏头痛的发生相关。研究显示,STX1A基因的某些位点变异与偏头痛的发生风险相关,且与无先兆偏头痛的发生风险更高[3]。
STX1A基因的变异还与自闭症谱系障碍(ASC)相关。研究发现,STX1A基因的某些位点变异与Asperger综合征(AS)的发生相关,这表明STX1A可能在ASC的发生中发挥重要作用[4]。
STX1A基因的变异还与葡萄糖代谢相关。研究发现,STX1A基因启动子区域的-352 A>T单核苷酸多态性与肥胖人群中胰岛素分泌受损相关,这表明STX1A基因的变异可能影响葡萄糖代谢,进而影响糖尿病的发生[5]。
除了与神经精神疾病和葡萄糖代谢相关外,STX1A基因还与一些神经发育障碍相关。例如,一项研究发现,STX1A基因的变异与神经发育障碍的家族相关。在152个近亲婚配家庭中,研究人员发现STX1A基因的变异与神经发育障碍的发生相关[6]。
STX1A基因的转录调控机制复杂。研究发现,Syntaxin 1A基因的转录受蛋白质激酶A(PKA)途径的调控。PKA激活剂 forskolin 可以诱导 Syntaxin 1A 的表达,并且与组蛋白H3的乙酰化水平相关[7]。此外,YY1转录因子与组蛋白脱乙酰酶(HDAC)共同结合在Syntaxin 1A基因启动子区域,抑制其转录[8]。
综上所述,STX1A基因是一种重要的神经元基因,其功能异常与多种神经发育障碍和神经精神疾病相关。STX1A基因的变异与Williams综合征、多动症、偏头痛、自闭症谱系障碍等疾病的发生相关。此外,STX1A基因的转录受PKA途径和YY1转录因子的调控。STX1A基因的研究有助于深入理解神经发育障碍和神经精神疾病的发病机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Kozel, Beth A, Barak, Boaz, Kim, Chong Ae, Porter, Melanie, Pober, Barbara R. 2021. Williams syndrome. In Nature reviews. Disease primers, 7, 42. doi:10.1038/s41572-021-00276-z. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34140529/
2. Wang, Min, Gu, Xue, Huang, Xin, Chen, Xinzhen, Wu, Jing. 2019. STX1A gene variations contribute to the susceptibility of children attention-deficit/hyperactivity disorder: a case-control association study. In European archives of psychiatry and clinical neuroscience, 269, 689-699. doi:10.1007/s00406-019-01010-3. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30976917/
3. Tropeano, Maria, Wöber-Bingöl, Ciçek, Karwautz, Andreas, Wöber, Christian, Collier, David A. 2012. Association analysis of STX1A gene variants in common forms of migraine. In Cephalalgia : an international journal of headache, 32, 203-12. doi:10.1177/0333102411433300. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22250207/
4. Durdiaková, Jaroslava, Warrier, Varun, Banerjee-Basu, Sharmila, Baron-Cohen, Simon, Chakrabarti, Bhismadev. 2014. STX1A and Asperger syndrome: a replication study. In Molecular autism, 5, 14. doi:10.1186/2040-2392-5-14. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24548729/
5. Romeo, S, Sentinelli, F, Cavallo, M G, Mariotti, S, Baroni, M G. 2007. Search for genetic variants of the SYNTAXIN 1A (STX1A) gene: the -352 A>T variant in the STX1A promoter associates with impaired glucose metabolism in an Italian obese population. In International journal of obesity (2005), 32, 413-20. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17912268/
6. Reuter, Miriam S, Tawamie, Hasan, Buchert, Rebecca, Reis, André, Abou Jamra, Rami. . Diagnostic Yield and Novel Candidate Genes by Exome Sequencing in 152 Consanguineous Families With Neurodevelopmental Disorders. In JAMA psychiatry, 74, 293-299. doi:10.1001/jamapsychiatry.2016.3798. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28097321/
7. Nakayama, Takahiro, Akagawa, Kimio. 2017. Transcription regulation mechanism of the syntaxin 1A gene via protein kinase A. In The Biochemical journal, 474, 2465-2473. doi:10.1042/BCJ20170249. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28559304/
8. Nakayama, Takahiro, Fukutomi, Toshiyuki, Terao, Yasuo, Akagawa, Kimio. 2021. Syntaxin 1A Gene Is Negatively Regulated in a Cell/Tissue Specific Manner by YY1 Transcription Factor, Which Binds to the -183 to -137 Promoter Region Together with Gene Silencing Factors Including Histone Deacetylase. In Biomolecules, 11, . doi:10.3390/biom11020146. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33498722/