Xpr1,也称为Xenotropic and Polytropic Retrovirus Receptor 1,是一种重要的无机磷酸盐(Pi)外排转运蛋白。Xpr1在多种生理和病理过程中发挥着关键作用,包括维持细胞内外的Pi平衡、调节神经血管单元功能和影响肿瘤的发生发展。Xpr1基因突变与原发性家族性脑钙化(PFBC)有关,PFBC是一种罕见的遗传性疾病,表现为双侧大脑钙化,并伴有运动障碍、认知缺陷和精神病症状[3]。
Xpr1在脑组织中高度表达,尤其是在小脑和纹状体等受PFBC影响最为明显的区域。Xpr1的功能是通过将细胞内的Pi转运到细胞外,维持细胞内外的Pi平衡。Xpr1的缺失会导致细胞内Pi积累,影响细胞内Ca2+信号传导,进而影响胰岛素的分泌和神经血管单元的功能[4]。
研究表明,Xpr1的缺失或突变会导致PFBC的发生。Xpr1突变通过haploinsufficiency机制影响Pi外排,导致细胞内Pi积累和大脑钙化。Xpr1可以与PDGFRB相互作用,并在细胞膜上形成复合物。Xpr1的缺失会影响PDGFRB的功能,进而影响神经血管单元的功能[2]。
除了在PFBC中的作用,Xpr1还与其他神经精神疾病的发生有关。Xpr1的变异或表达改变与多种神经精神疾病模型有关,包括帕金森病、精神分裂症、阿尔茨海默病和偏头痛[1]。Xpr1的功能异常可能导致大脑钙化和神经精神症状的发生。
此外,Xpr1在胰腺β细胞中也发挥着重要作用。Xpr1介导了胰腺β细胞中的Pi外排,维持细胞内外的Pi平衡。Xpr1的缺失会影响胰岛素的分泌和血糖的调节[4]。
Xpr1的研究对于深入理解Pi代谢的生物学功能和疾病发生机制具有重要意义。Xpr1的功能异常可能导致多种疾病的发生,包括PFBC、神经精神疾病和糖尿病。此外,Xpr1的研究还有助于开发新的治疗方法,以预防和治疗与Xpr1相关的疾病。
参考文献:
1. Moura, D A P, Oliveira, J R M. 2015. XPR1: a Gene Linked to Primary Familial Brain Calcification Might Help Explain a Spectrum of Neuropsychiatric Disorders. In Journal of molecular neuroscience : MN, 57, 519-21. doi:10.1007/s12031-015-0631-5. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26231937/
2. Yao, Xiang-Ping, Zhao, Miao, Wang, Chong, Wang, Ning, Chen, Wan-Jin. 2017. Analysis of gene expression and functional characterization of XPR1: a pathogenic gene for primary familial brain calcification. In Cell and tissue research, 370, 267-273. doi:10.1007/s00441-017-2663-3. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28766044/
3. Chen, Shih-Ying, Ho, Chen-Jui, Lu, Yan-Ting, Lan, Min-Yu, Tsai, Meng-Han. 2023. The Genetics of Primary Familial Brain Calcification: A Literature Review. In International journal of molecular sciences, 24, . doi:10.3390/ijms241310886. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37446066/
4. Barker, Christopher J, Tessaro, Fernando Henrique Galvão, Ferreira, Sabrina de Souza, Darè, Elisabetta, Berggren, Per-Olof. 2020. XPR1 Mediates the Pancreatic β-Cell Phosphate Flush. In Diabetes, 70, 111-118. doi:10.2337/db19-0633. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32826297/