NPNT,也称为Nephronectin,是一种高度保守的细胞外基质蛋白。它属于表皮生长因子(EGF)样超家族,具有多个结构域,包括EGF样重复域、MAM结构域(Meprin、A5蛋白和受体蛋白酪氨酸磷酸酶μ)、RGD基序(精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸)和螺旋-卷曲结构域。NPNT通过其RGD基序与整合素α8β1相互作用,从而调节整合素介导的信号通路。NPNT在多种生物学过程中发挥着重要作用,包括细胞粘附、分化、迁移、存活和血管生成。研究表明,NPNT在肾脏发育、肾脏损伤修复、心房室瓣分化、肺功能、肌肉细胞微环境维持、成骨细胞分化和矿物质沉积以及成骨性血管生成等方面发挥重要作用[2]。
NPNT的基因表达受多种外部因素的调节,包括肿瘤坏死因子α(TNF-α)、转化生长因子β(TGF-β)、肿瘤发生素M(OSM)、骨形态发生蛋白2(BMP2)、Wnt3a、维生素D3和microRNA-378(miR378)等[2]。此外,NPNT的基因变异与某些类型癌症的进展有关,如自发性乳腺癌转移和恶性黑色素瘤[2]。
在心脏发育和修复方面,NPNT也发挥着重要作用。研究表明,胚胎细胞外基质蛋白SLIT2和NPNT促进出生后心肌细胞的细胞分裂[1]。此外,NPNT在组织损伤修复和骨稳态中也发挥着重要作用。研究发现,NPNT在肾脏发育、肾脏损伤修复、心房室瓣分化、肺功能、肌肉细胞微环境维持、成骨细胞分化和矿物质沉积以及成骨性血管生成等方面发挥重要作用[2]。
在骨骼疾病方面,NPNT的基因表达降低与骨质疏松症相关。研究发现,NPNT在成骨细胞中表达,并且NPNT基因表达在骨质疏松症患者的骨骼中降低。NPNT可以促进血管生成,并且NPNT的添加可以刺激内皮细胞迁移和管状结构形成[3]。此外,NPNT还可以通过激活细胞外信号调节激酶(ERK1/2)和p38丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)来促进血管生成[3]。
在肾脏疾病方面,NPNT的基因变异与先天性肾脏和尿路异常(CAKUT)有关。研究发现,NPNT基因的截断变异与常染色体隐性肾发育不全有关[4]。此外,NPNT在肾小球再生中发挥重要作用。研究表明,NPNT在糖皮质激素敏感性肾病综合征(SSNS)患者中表达升高,提示NPNT可能是肾小球再生的标志物[7]。
在肿瘤转移方面,NPNT也发挥着重要作用。研究发现,NPNT在肝细胞癌(HCC)组织中表达升高,并且在转移性肿瘤中表达更高。下调NPNT的表达可以抑制HCC细胞的迁移、侵袭和FAK/PI3K/AKT信号通路[5]。此外,NPNT在乳腺癌骨转移中也发挥着重要作用。研究发现,NPNT表达升高与乳腺癌骨转移的发生相关,并且NPNT可以促进肿瘤细胞克隆形成、成骨细胞分化和肿瘤细胞粘附[6]。
最近的研究还发现,NPNT与COVID-19严重程度有关。研究发现,NPNT水平升高与COVID-19严重程度相关,并且NPNT在肺泡细胞和成纤维细胞中表达[8]。此外,降低体脂质量和增加非脂肪质量可以降低NPNT水平[8]。
综上所述,NPNT是一种重要的细胞外基质蛋白,参与调节细胞粘附、分化、迁移、存活和血管生成。NPNT在肾脏发育、肾脏损伤修复、心脏发育和修复、骨骼疾病、肿瘤转移和COVID-19严重程度等方面发挥着重要作用。进一步研究NPNT的生物学功能和分子机制对于探索NPNT作为组织再生和组织工程治疗靶点具有重要意义。
参考文献:
1. Meng, Fansen, Martin, James F. 2020. Embryonic ECM Protein SLIT2 and NPNT Promote Postnatal Cardiomyocyte Cytokinesis. In Circulation research, 127, 908-910. doi:10.1161/CIRCRESAHA.120.317798. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32910739/
2. Sun, Youqiang, Kuek, Vincent, Qiu, Heng, He, Wei, Xu, Jiake. 2017. The emerging role of NPNT in tissue injury repair and bone homeostasis. In Journal of cellular physiology, 233, 1887-1894. doi:10.1002/jcp.26013. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28513838/
3. Kuek, Vincent, Yang, Zhifan, Chim, Shek Man, Qian, Yu, Xu, Jiake. 2016. NPNT is Expressed by Osteoblasts and Mediates Angiogenesis via the Activation of Extracellular Signal-regulated Kinase. In Scientific reports, 6, 36210. doi:10.1038/srep36210. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27782206/
4. Al-Hamed, Mohamed H, Altuwaijri, Norah, Alsahan, Nada, Majrashi, Nada, Alkuraya, Fowzan S. 2022. A null founder variant in NPNT, encoding nephronectin, causes autosomal recessive renal agenesis. In Clinical genetics, 102, 61-65. doi:10.1111/cge.14128. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35246978/
5. Huang, Lingkun, Guan, Shuzhen, Feng, Lin, Wei, Jinrui, Wu, Lichuan. 2022. Integrated analysis identified NPNT as a potential key regulator in tumor metastasis of hepatocellular carcinoma. In Gene, 825, 146436. doi:10.1016/j.gene.2022.146436. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35304239/
6. Wang, Dongsheng, Zhao, Chenglong, Gao, Liangliang, Han, Jing, Xiao, Jianru. 2018. NPNT promotes early-stage bone metastases in breast cancer by regulation of the osteogenic niche. In Journal of bone oncology, 13, 91-96. doi:10.1016/j.jbo.2018.09.006. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30591862/
7. Watany, Mona Mohamed, El-Horany, Hemat El-Sayed. 2018. Nephronectin (NPNT) and the prediction of nephrotic syndrome response to steroid treatment. In European journal of human genetics : EJHG, 26, 1354-1360. doi:10.1038/s41431-018-0182-7. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29891875/
8. Yoshiji, Satoshi, Butler-Laporte, Guillaume, Lu, Tianyuan, Farjoun, Yossi, Richards, J Brent. 2023. Proteome-wide Mendelian randomization implicates nephronectin as an actionable mediator of the effect of obesity on COVID-19 severity. In Nature metabolism, 5, 248-264. doi:10.1038/s42255-023-00742-w. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36805566/