Gja3,也称为GAP连接蛋白α3,编码一种称为connexin46的跨膜蛋白。connexin46是细胞间连接的主要组成部分,通过形成十二聚体,作为电压和化学门控的细胞间通道。Gja3在维持晶状体细胞内稳态方面起着至关重要的作用,因为晶状体的透明度依赖于细胞间的通讯和物质交换。因此,Gja3基因的突变可能会导致晶状体发育异常,从而引发白内障。
白内障是一种晶状体混浊的疾病,是导致视力丧失的主要原因之一。白内障可以分为先天性白内障和年龄相关性白内障。先天性白内障是一种在出生时或在婴儿期出现的白内障,通常由遗传因素引起。年龄相关性白内障则是一种随着年龄增长而逐渐发展的白内障,通常由多种因素引起,包括遗传、环境和生活习惯等。
在先天性白内障中,Gja3基因突变已被证实是导致多种类型的白内障的遗传因素之一。例如,一项研究报道了一个非洲裔美国人家族,该家族中存在一种隐性遗传的先天性白内障。通过全外显子测序,研究人员发现了一种新的Gja3基因纯合子变异(c.563A>G; p.(Asn188Ser)),该变异被预测为致病性。这项研究是第二例报道的隐性Gja3基因突变,也是第一例在非洲裔美国人中报道的此类病例[2]。此外,另一项研究报道了一个大型先天性白内障家族,该家族中存在一种新的Gja3基因错义突变(c.143A>G: p.E48G)。这种突变与先天性白内障表型相关,并且在该家族中完全外显[3]。
除了先天性白内障,Gja3基因突变也可能与年龄相关性白内障的发生有关。例如,一项研究发现,Gja3基因的某些单核苷酸多态性(SNPs)与年龄相关性白内障的易感性相关。在486名年龄相关性白内障患者和500名健康对照者中,研究人员发现Gja3基因的四个标签SNPs(rs6490519、rs9506430、rs9509053和rs9552089)与后囊下白内障的形成有关。这表明Gja3基因的变异可能影响后囊下白内障的发展[1]。
此外,Gja3基因的表达下调也与白内障的发生有关。一项研究发现,氧化自由基H2O2可以诱导晶状体上皮细胞凋亡,而Gja3基因的下调与H2O2诱导的晶状体上皮细胞凋亡有关。过表达Gja3基因可以抑制H2O2诱导的晶状体上皮细胞凋亡,这表明Gja3在维持晶状体上皮细胞存活和透明度方面起着重要作用[4]。
综上所述,Gja3基因在维持晶状体细胞内稳态和透明度方面起着至关重要的作用。Gja3基因的突变或表达下调可能导致晶状体发育异常,从而引发先天性白内障和年龄相关性白内障。进一步研究Gja3基因的分子机制和功能,有助于深入理解白内障的发病机制,并为白内障的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Tang, Xia-Jing, Shentu, Xing-Chao, Tang, Ye-Lei, Ping, Xi-Yuan, Yu, Xiao-Ning. 2019. The impact of GJA3 SNPs on susceptibility to age-related cataract. In International journal of ophthalmology, 12, 1008-1011. doi:10.18240/ijo.2019.06.21. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31236361/
2. Hassan, Abdullah Y, Yousaf, Sairah, Levin, Moran R, Alexander, Janet L, Ahmed, Zubair M. 2021. Novel Homozygous Missense Variant in GJA3 Connexin Domain Causing Congenital Nuclear and Cortical Cataracts. In International journal of molecular sciences, 23, . doi:10.3390/ijms23010240. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35008666/
3. Li, Bin, Liu, Yuying, Liu, Yaning, Xia, Kun, Jin, Xuemin. 2015. Identification of a GJA3 Mutation in a Large Family with Bilateral Congenital Cataract. In DNA and cell biology, 35, 135-9. doi:10.1089/dna.2015.3125. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26683566/
4. Su, Dongmei, Hu, Shanshan, Guan, Lina, Yang, Xiaobo, Ma, Xu. 2017. Down-regulation of GJA3 is associated with lens epithelial cell apoptosis and age-related cataract. In Biochemical and biophysical research communications, 484, 159-164. doi:10.1016/j.bbrc.2017.01.050. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28088522/