ARHGAP39,也称为Porf-2或Vilse,是一种属于Rho GAP家族的小GTP转换酶,负责调节GTP酶的活性。GTP酶在多种生理和发育过程中发挥关键作用,其活性受到GTPase激活蛋白(GAPs)和鸟苷酸交换因子(GEFs)的调节。ARHGAP39最早在1990年被发现于大鼠的中枢神经系统(CNS)中,随后研究表明它在细胞凋亡、细胞迁移、神经发生以及大脑和海马体树突棘形态等方面发挥着重要作用。在神经发育和学习记忆中,ARHGAP39扮演着至关重要的角色。其同源或正交基因在超过280种脊椎动物和无脊椎动物中都有发现,表明其在进化过程中得到了保留[1]。
ARHGAP39在多种癌症中发挥着重要作用,包括肝癌和乳腺癌。研究发现,ARHGAP39在肝癌中高表达,与临床病理特征相关,并且其过度表达与不良预后相关。此外,ARHGAP39与细胞周期、免疫浸润、m6A修饰和药物耐药性相关,使其成为一个有潜力的预后生物标志物和治疗靶点[2]。在乳腺癌中,ARHGAP39也被发现过度表达,与不良生存结果相关。体外实验表明,ARHGAP39可以促进乳腺癌细胞的增殖、迁移和侵袭能力。此外,ARHGAP39与免疫浸润水平相关,使其成为一个潜在的乳腺癌治疗靶点和预后生物标志物[4]。
ARHGAP39还与其他基因相互作用,参与神经发育和神经退行性疾病的发生。例如,CNKSR2基因编码的连接增强子激酶抑制因子2(CNK2或MAGUIN)是一种支架分子,含有多个蛋白质结合域,包括SAM域、CRIC域、PDZ域、PH域和C端PDZ结合基序。CNKSR2与ARHGAP39等分子相互作用,调节MAPK级联反应和小GTPase信号通路,控制神经元树突和树突棘的发育。CNKSR2被认为是Houge型X连锁智力障碍(MRXHG)的致病基因,该病表现为发育延迟、智力障碍、早发性癫痫、语言延迟、注意力缺陷和活动过度[3]。
此外,ARHGAP39在动物模型中显示出对细胞迁移和侵袭能力的影响。研究发现,敲除小鼠ARHGAP39基因可以明显增加细胞迁移和侵袭的潜力。纯化的ARHGAP39重组蛋白能够促进RhoA和Rac1的GTP水解。RNA-seq分析表明,敲除ARHGAP39基因后,MMP13和Laminin亚基β1的表达水平升高。此外,ARHGAP39的缺失可以调节一些肝细胞癌细胞中的迁移和侵袭,但在从KPA小鼠中分离的细胞中则没有观察到这种效应[5]。
ARHGAP39还与乳牛的乳房炎易感性相关。研究发现,ARHGAP39基因与乳牛的体细胞评分相关,而体细胞评分是乳房炎易感性的一个指标。此外,ARHGAP39还与乳牛的产奶量和泌乳曲线参数相关,表明它在乳牛的产奶性能中也发挥着重要作用[6,7]。
综上所述,ARHGAP39是一种重要的GTPase激活蛋白,参与调节多种生物学过程,包括神经发育、癌症发生和动物生产性能。ARHGAP39在神经发育、肝癌、乳腺癌和动物生产性能等方面发挥着重要作用,使其成为一个有潜力的治疗靶点和预后生物标志物。未来的研究可以进一步探索ARHGAP39的生物学功能和临床应用价值。
参考文献:
1. Nowak, Felicia V. 2018. Porf-2 = Arhgap39 = Vilse: A Pivotal Role in Neurodevelopment, Learning and Memory. In eNeuro, 5, . doi:10.1523/ENEURO.0082-18.2018. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30406180/
2. Ding, Yongqi, Gong, Yiyang, Zeng, Hong, Liu, Shiwen, Lai, Wei. 2023. Biological function analysis of ARHGAP39 as an independent prognostic biomarker in hepatocellular carcinoma. In Aging, 15, 2631-2666. doi:10.18632/aging.204635. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37059586/
3. Ito, Hidenori, Nagata, Koh-Ichi. 2022. Functions of CNKSR2 and Its Association with Neurodevelopmental Disorders. In Cells, 11, . doi:10.3390/cells11020303. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35053419/
4. Yao, Litong, Li, Yuwei, Li, Siyuan, Xu, Ling, Xu, Yingying. 2023. ARHGAP39 is a prognostic biomarker involved in immune infiltration in breast cancer. In BMC cancer, 23, 440. doi:10.1186/s12885-023-10904-4. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37189064/
5. Lin, Hung-Wei, Lee, Pei Yu, Chang, Yu-Shiuan, Chang, Mau-Sun. 2025. Loss of Arhgap39 facilitates cell migration and invasion in murine hepatocellular cancer cells. In Oncology research, 33, 493-503. doi:10.32604/or.2024.053791. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39866228/
6. Lee, Jin-Yu, Lee, Li-Jen, Fan, Chih-Chen, Min, Ming-Yuan, Chang, Mau-Sun. 2017. Important roles of Vilse in dendritic architecture and synaptic plasticity. In Scientific reports, 7, 45646. doi:10.1038/srep45646. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28368047/
7. Wang, Xiao, Ma, Peipei, Liu, Jianfeng, Su, Guosheng, Yu, Ying. 2015. Genome-wide association study in Chinese Holstein cows reveal two candidate genes for somatic cell score as an indicator for mastitis susceptibility. In BMC genetics, 16, 111. doi:10.1186/s12863-015-0263-3. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26370837/