SLC10A3,也称为溶质载体家族10成员3,是一种重要的基因,其在多种癌症和疾病中发挥着重要作用。SLC10A3编码一种跨膜蛋白,属于溶质载体(SLC)家族,该家族成员负责跨细胞膜转运各种物质。SLC10A3最初被认为与胆酸转运有关,但近年来研究发现,它还可能参与其他生物学过程。
在结直肠癌(CRC)中,SLC10A3的表达显著上调,并且与较差的预后相关。研究发现,SLC10A3的表达与总生存期(OS)、疾病特异性生存期(DSS)和无进展间隔(PFI)呈负相关。此外,SLC10A3的DNA甲基化模式与CRC患者的预后相关,并且SLC10A3的基因突变也与CRC的发生发展相关[1]。SLC10A3还可能影响CRC的免疫微环境,包括免疫细胞浸润和趋化因子表达。研究发现,SLC10A3的表达与多种免疫细胞类型、趋化因子和与癌症相关成纤维细胞(CAFs)相关的标记物存在显著相关性。此外,SLC10A3的表达还与错配修复(MMR)分子呈负相关[1]。
在肝癌中,SLC10家族基因的表达与临床特征和免疫细胞浸润相关。研究发现,SLC10家族基因在正常肝组织和恶性肝组织中的表达存在差异。SLC10A5的突变率最高,其次是SLC10A3。SLC10A1的低表达与较差的肿瘤分级和晚期肿瘤分期相关。此外,SLC10A3的表达与SLC10A1和SLC10A5的表达呈负相关。SLC10家族基因的表达与大多数免疫浸润细胞在肝癌中的丰度显著相关,其中SLC10A3最为显著。免疫组化技术证实,SLC10A3蛋白表达与CD4 T细胞、CD20 B细胞以及肿瘤间质区域中的PD-1存在显著相关性[2]。
SLC10A3还与韦尼克氏脑病相关。韦尼克氏脑病是一种由硫胺素缺乏引起的综合征,表现为共济失调、眼肌麻痹和意识障碍。研究发现,两名日本兄弟患有类似于韦尼克氏脑病的综合征,该综合征在生命第二十年发病,临床表现为硫胺素反应性复视、共济失调和意识障碍,但没有血清硫胺素缺乏。患者还有复杂部分性发作。给予高剂量硫胺素后,这些症状得到改善。脑MRI显示,双侧内侧丘脑和导水管周围区域在液体衰减反转恢复图像上出现高信号,这些信号是韦尼克氏脑病的特征性表现。患者没有慢性酗酒史。这些患者的临床和影像学特征类似于韦尼克氏脑病,表明该综合征是由硫胺素代谢的遗传障碍引起的。SLC10A3基因编码人类硫胺素转运蛋白2,患者的基因组分析发现,患者是K44E和E320Q突变的复合杂合子。哺乳动物细胞表达分析显示,细胞内硫胺素摄取活性显著降低。丘脑中SLC19A3 RNA的高表达可能解释了MRI上选择性丘脑病变的原因。这种综合征的发现为了解与韦尼克氏脑病相关的硫胺素代谢提供了新的见解[3]。
在低级别胶质瘤(LGG)中,SLC10A3的表达上调,并且与较差的预后相关。研究发现,SLC10A3在肾上腺皮质癌、胶质母细胞瘤和LGG中的表达上调,并且与肾上腺皮质癌的良好OS相关,与LGG和胶质母细胞瘤的不良OS相关。SLC10A3的表达与WHO分级、IDH野生型、1p/19q非共缺失和星形细胞瘤相关。SLC10A3的基因突变与LGG的较差无进展生存期相关。此外,SLC10A3的表达与免疫浸润相关,并与细胞焦亡、溶酶体依赖性细胞死亡、坏死、凋亡、铁死亡、碱死亡和自噬依赖性细胞死亡的基因特征相关[4]。
SLC10家族不仅是胆酸转运蛋白,还包括其他成员,如SLC10A3、SLC10A4、SLC10A5和SLC10A7。这些成员的底物特异性尚未确定,但近年来对其特征化取得了很大进展。SLC10A4可能参与神经递质或肥大细胞介质的囊泡储存或外排,而SLC10A5和SLC10A7可能参与溶质转运。SLC10A3可能具有管家蛋白的作用[5]。
SLC10A3在低级别胶质瘤中的预后意义和免疫相关性通过生物信息分析和多重免疫组化得到揭示。研究发现,SLC10A3 mRNA在LGG中上调,并与肿瘤分级、组织学类型、IDH野生型和1p19q非共缺失相关。SLC10A3 mRNA表达的上调与OS时间缩短显著相关,并且SLC10A3表现出对LGG生存结果的良好预测能力。相关性分析显示,SLC10A3 mRNA表达与六个免疫检查点和免疫细胞相关。通过多重免疫组化验证SLC10A3在翻译水平的表达和免疫相关性,发现SLC10A3蛋白在LGG中的表达高于正常组织,并且SLC10A3蛋白表达与巨噬细胞、CD4 + T细胞和B细胞相关。SLC10A3 mRNA表达的上调与LGG的较差生存结局和免疫浸润显著相关[6]。
SLC10A3在阿尔茨海默病(AD)的神经病理学和生前认知表现中与基因表达存在性别特异性关联。研究发现,在767名死者的三个脑区域的大规模转录组数据中,10%的基因关联在一个性别中显著,而在另一个性别中不显著。大多数性别特异性基因关联在女性中识别(73%),并且与tau缠结和纵向认知相关(90%)。四个X连锁基因,MCF2、HDAC8、FTX和SLC10A3,在AD表型的关联中表现出显著的性别差异。研究结果还揭示了性别特异性生物学途径,包括女性特有的神经炎症和神经元发育的作用,强化了性别敏感分析在AD中增强精准医疗方法潜力的可能性[7]。
SLC10家族不仅仅是胆酸转运蛋白家族,其功能和系统发育关系也值得探讨。SLC10家族包括两个钠依赖性胆酸转运蛋白,即钠/牛磺胆酸共转运蛋白(NTCP;SLC10A1)和顶侧钠依赖性胆酸转运蛋白(ASBT;SLC10A2)。这些载体主要参与维持胆酸的肠肝循环,通过肝细胞和肠细胞的细胞膜屏障介导胆酸主动转运的第一步。近年来,SLC10家族的四个新成员被描述,即P3(SLC10A3)、P4(SLC10A4)、P5(SLC10A5)和钠依赖性有机阴离子转运蛋白(SOAT;SLC10A6)。目前尚无支持P3、P4和P5载体功能的实验数据。然而,正如SOAT所示,SLC10家族并非所有成员都是胆酸转运蛋白。SOAT主要转运类固醇硫酸盐,如雌酮-3-硫酸盐和脱氢表雄酮硫酸盐,以钠依赖性方式转运,并且在睾丸、胎盘、肾上腺和其他外周组织中可能发挥着重要作用。ASBT和SOAT是SLC10家族中最相似的成员,具有高度序列相似性(约70%)和几乎相同的基因结构。SLC10家族的进化分析表明,ASBT和SOAT基因来自共同的祖先基因。NTCP、ASBT和SOAT的结构-活性关系在氨基酸序列水平上进行了讨论。基于ASBT和SOAT之间的高结构同源性,目前正在临床实验中测试的ASBT的药理学抑制剂应评估其与SOAT的交叉反应性[8]。
综上所述,SLC10A3是一种重要的基因,其在多种癌症和疾病中发挥着重要作用。SLC10A3在结直肠癌、肝癌、低级别胶质瘤和阿尔茨海默病中表达上调,并且与较差的预后相关。SLC10A3的表达还与免疫浸润相关,并且可能影响细胞焦亡、溶酶体依赖性细胞死亡、坏死、凋亡、铁死亡、碱死亡和自噬依赖性细胞死亡的基因特征。此外,SLC10A3还与韦尼克氏脑病相关,并且可能参与硫胺素代谢。SLC10A3的研究有助于深入理解其在癌症和疾病中的作用机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Wang, Bangting, Fan, Wentao, Tao, Yuwen, Liu, Li, Wang, Yan. 2024. The impact of SLC10A3 on prognosis and immune microenvironment in colorectal adenocarcinoma. In European journal of medical research, 29, 20. doi:10.1186/s40001-023-01526-4. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38178258/
2. Tian, Shan, Li, Jiao, Xiang, Jiankang, Peng, Pailan. 2022. The Clinical Relevance and Immune Correlation of SLC10 Family Genes in Liver Cancer. In Journal of hepatocellular carcinoma, 9, 1415-1431. doi:10.2147/JHC.S392586. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36606115/
3. Miyajima, Hiroaki, Kono, Satoshi. . [Familial Wernicke's-like encephalopathy]. In Rinsho shinkeigaku = Clinical neurology, 50, 855-7. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21921471/
4. Ma, Weibo, Mei, Pengying. 2023. SLC10A3 Is a Prognostic Biomarker and Involved in Immune Infiltration and Programmed Cell Death in Lower Grade Glioma. In World neurosurgery, 178, e595-e640. doi:10.1016/j.wneu.2023.07.134. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37543196/
5. Claro da Silva, Tatiana, Polli, James E, Swaan, Peter W. . The solute carrier family 10 (SLC10): beyond bile acid transport. In Molecular aspects of medicine, 34, 252-69. doi:10.1016/j.mam.2012.07.004. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23506869/
6. He, Yang, Song, Junlin, Qin, Yong, Wu, Shanwu, Wu, Huawei. 2023. The prognostic significance and immune correlation of SLC10A3 in low-grade gliomas revealed by bioinformatic analysis and multiple immunohistochemistry. In Aging, 15, 3771-3790. doi:10.18632/aging.204712. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37166424/
7. Seto, Mabel, Clifton, Michelle, Gomez, Melisa Lara, Buckley, Rachel F, Dumitrescu, Logan. 2025. Sex-specific Associations of Gene Expression with Alzheimer's Disease Neuropathology and Ante-mortem Cognitive Performance. In bioRxiv : the preprint server for biology, , . doi:10.1101/2025.01.02.631098. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39803447/
8. Geyer, J, Wilke, T, Petzinger, E. 2006. The solute carrier family SLC10: more than a family of bile acid transporters regarding function and phylogenetic relationships. In Naunyn-Schmiedeberg's archives of pharmacology, 372, 413-31. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16541252/