Flvcr1,全称为Feline Leukemia Virus subgroup C Receptor 1,是一种在哺乳动物中广泛表达的跨膜蛋白,属于主要易化子超家族的溶质载体(SLC)转运蛋白。FLVCR1编码两种同源异构体,即FLVCR1a和FLVCR1b,它们分别参与将血红素从细胞和线粒体中排出。研究显示,FLVCR1在多种生物学过程中发挥着重要作用,包括血红素代谢、神经发育、神经元稳态和磷脂代谢。
FLVCR1在血红素代谢中发挥着关键作用。缺氧条件下,HIF2α和ETS1转录因子结合到FLVCR1启动子区域,促进FLVCR1a的表达,从而调节血红素的运输和释放。在Caco2细胞中,HIF2α和ETS1的沉默或过表达实验表明,两者都参与FLVCR1a的转录调控,而HIF2α对于缺氧条件下FLVCR1a的诱导是必不可少的[1]。此外,FLVCR1在早期红细胞生成过程中也起着重要作用。FLVCR1敲除小鼠在胚胎时期死亡,表现出与Diamond-Blackfan贫血症(DBA)类似的骨骼畸形和红细胞生成缺陷。研究发现,DBA患者中,FLVCR1基因的替代剪接增强,导致FLVCR1表达和功能的破坏,从而影响了早期红细胞生成[2]。
FLVCR1还参与了神经发育和神经元稳态的调节。FLVCR1基因的突变与儿童或成年发病的视网膜色素变性、脊髓和周围神经系统的神经退行性变有关。研究发现,携带FLVCR1基因双等位基因变异的个体表现出广泛的表型谱,包括成人发病的视网膜色素变性、严重的发育障碍、小头症、脑容量减少、癫痫、痉挛和早死[3]。此外,FLVCR1基因的变异还与先天性感觉和自主神经病变有关,如先天性感觉丧失和遗传性感觉和自主神经病变[5]。
FLVCR1在磷脂代谢中也发挥着重要作用。研究发现,FLVCR1基因的双等位基因变异导致从成人神经退行性变到严重发育障碍的广泛疾病谱。这些变异主要位于跨膜结构域,降低了胆碱和乙醇胺的转运活性,对FLVCR1的稳定性和亚细胞定位影响最小。此外,一些变异破坏了剪接,可能有助于解释基因型-表型相关性。这些数据支持了一种基因剂量模型,其中表型严重程度反映了残余的FLVCR1活性[4]。
综上所述,FLVCR1是一种重要的SLC转运蛋白,参与血红素代谢、神经发育、神经元稳态和磷脂代谢等多种生物学过程。FLVCR1基因的变异与多种疾病有关,包括Diamond-Blackfan贫血症、视网膜色素变性、神经退行性变和先天性感觉和自主神经病变。FLVCR1的研究有助于深入理解其在生理和病理过程中的作用,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. Fiorito, Veronica, Neri, Francesco, Pala, Valentina, Altruda, Fiorella, Tolosano, Emanuela. 2014. Hypoxia controls Flvcr1 gene expression in Caco2 cells through HIF2α and ETS1. In Biochimica et biophysica acta, 1839, 259-64. doi:10.1016/j.bbagrm.2014.02.010. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24576667/
2. Rey, Michelle A, Duffy, Simon P, Brown, Jennifer K, Dror, Yigal, Tailor, Chetankumar S. 2008. Enhanced alternative splicing of the FLVCR1 gene in Diamond Blackfan anemia disrupts FLVCR1 expression and function that are critical for erythropoiesis. In Haematologica, 93, 1617-26. doi:10.3324/haematol.13359. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18815190/
3. Calame, Daniel G, Wong, Jovi Huixin, Panda, Puravi, Lupski, James R, Nguyen, Long Nam. 2024. Biallelic variation in the choline and ethanolamine transporter FLVCR1 underlies a pleiotropic disease spectrum from adult neurodegeneration to severe developmental disorders. In medRxiv : the preprint server for health sciences, , . doi:10.1101/2024.02.09.24302464. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38405817/
4. Calame, Daniel G, Wong, Jovi Huixin, Panda, Puravi, Lupski, James R, Nguyen, Long N. 2024. Biallelic variation in the choline and ethanolamine transporter FLVCR1 underlies a severe developmental disorder spectrum. In Genetics in medicine : official journal of the American College of Medical Genetics, 27, 101273. doi:10.1016/j.gim.2024.101273. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39306721/
5. Lischka, Annette, Eggermann, Katja, Record, Christopher J, Reilly, Mary M, Kurth, Ingo. . Genetic landscape of congenital insensitivity to pain and hereditary sensory and autonomic neuropathies. In Brain : a journal of neurology, 146, 4880-4890. doi:10.1093/brain/awad328. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37769650/