SORCS3,也称为Sortilin-related vacuolar protein sorting 10 (VPS10) domain-containing receptor 3,是一种神经元特异性跨膜蛋白,参与蛋白质在细胞内囊泡和质膜之间的转运。SORCS3属于Vps10p-D受体家族,这些I型跨膜蛋白被认为是分选受体,某些家族成员通过作为共受体来调节信号转导通路。SORCS3结合神经生长因子(NGF)和血小板衍生生长因子(PDGF-BB),但它们相互作用的生物学意义尚不完全清楚[6]。SORCS3在发育和成熟过程中表达模式的变化表明,它可能在神经发生和突触形成中发挥作用。SORCS3的细胞质结构域将受体靶向到高尔基体、囊泡结构和细胞表面。在神经元中,受体定位于胞体和树突的囊泡中。此外,SORCS3细胞质结构域通过依赖适配蛋白2(AP-2)的方式传达通过经典内吞作用基序的内化[6]。
SORCS3在多种神经精神疾病和表型中发挥作用。全基因组关联研究(GWAS)已经确定了与注意力缺陷多动障碍(ADHD)相关的27个基因组风险位点,其中SORCS3是一个重要的风险基因。SORCS3的遗传变异与多个神经精神疾病和神经发育疾病以及影响感觉、情绪或情绪或认知功能的表型相关[1]。SORCS3基因集与精神分裂症(SCZ)、双相情感障碍(BPD)、智商(IQ)和教育成就(EA)的遗传力相关[1]。SORCS3基因集富含与突触结构和功能相关的多个本体论[1]。
SORCS3基因缺陷也与多种神经系统疾病有关。例如,SORCS3基因突变导致婴儿痉挛和智力障碍,表明SORCS3在神经系统发育和功能中的重要作用[3]。此外,SORCS3基因与多发性硬化症(MS)的风险有关[4]。SORCS3的遗传变异也与胃癌的预后和转移相关[2]。SORCS3的高表达与胃癌患者的预后不良和复发相关[2]。
SORCS3在神经可塑性和突触功能中也发挥作用。SORCS3定位于突触后密度,并且SORCS3基因敲除小鼠表现出NMDA受体依赖性和非依赖性形式的长期抑制(LTD)的丧失。SORCS3缺乏小鼠在行为活动中表现出突触后抑制的缺陷,特别是在恐惧记忆消退方面。SORCS3在突触抑制中的作用可能与其与PICK1的功能性相互作用有关,PICK1是一种在突触后对谷氨酸受体进行分类的适配器。SORCS3缺乏神经元中PICK1的定位缺陷表明,谷氨酸受体转运的改变可能是SORCS3缺乏小鼠中突触可塑性改变的原因[7]。
SORCS3在调节能量平衡和促食欲肽的产生中也发挥作用。SORCS1和SORCS3是下丘脑弓状核神经元中表达的两种相关分选受体。使用单个或双重受体缺陷的小鼠模型,我们记录了这些受体在代谢中枢控制中的先前未知功能。具体来说,SORCS1和SORCS3作为肌动蛋白相关激酶B的细胞内转运受体,以减弱脑源性神经营养因子(BDNF)的信号传导,BDNF是能量稳态的强效调节因子。SORCS1和SORCS3联合作用丧失的突变小鼠导致促食欲神经肽黑素皮质激素相关肽(AgRP)的产生过多,并处于慢性能量过剩状态,表现为食物摄入量增加、运动活动减少、脂质作为代谢燃料的消耗减少和脂肪量增加,尽管总体体重有所下降。我们的研究强调了调节黑素皮质激素系统的全新概念,SORCS1和SORCS3在其中的作用[5]。
总之,SORCS3是一种神经元特异性跨膜蛋白,参与蛋白质在细胞内囊泡和质膜之间的转运。SORCS3在多种神经精神疾病和表型中发挥作用,包括ADHD、SCZ、BPD、IQ、EA、MS、胃癌、婴儿痉挛、智力障碍和能量平衡。SORCS3在神经可塑性和突触功能中也发挥作用,并通过调节能量平衡和促食欲肽的产生影响代谢。SORCS3的研究有助于深入理解神经系统的发育和功能,以及神经精神疾病和代谢疾病的发病机制。
参考文献:
1. Kamran, Muhammad, Laighneach, Aodán, Bibi, Farhana, Rehman, Asim Ur, Morris, Derek W. 2023. Independent Associated SNPs at SORCS3 and Its Protein Interactors for Multiple Brain-Related Disorders and Traits. In Genes, 14, . doi:10.3390/genes14020482. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36833409/
2. Elizazu, Joseba, Artetxe-Zurutuza, Aizpea, Otaegi-Ugartemendia, Maddalen, Matheu, Ander, Carrasco-Garcia, Estefania. 2024. Identification of a novel gene signature related to prognosis and metastasis in gastric cancer. In Cellular oncology (Dordrecht, Netherlands), 47, 1355-1373. doi:10.1007/s13402-024-00932-y. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38480611/
3. Alfadhel, Majid, Albahkali, Sarah, Almuaysib, Amani, Alrfaei, Bahauddeen M. . The SORCS3 gene is mutated in brothers with infantile spasms and intellectual disability. In Discovery medicine, 26, 147-153. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30586538/
4. Binzer, S, Stenager, E, Binzer, M, Hillert, J, Imrell, K. 2015. Genetic analysis of the isolated Faroe Islands reveals SORCS3 as a potential multiple sclerosis risk gene. In Multiple sclerosis (Houndmills, Basingstoke, England), 22, 733-40. doi:10.1177/1352458515602338. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26362888/
5. Subkhangulova, Aygul, Malik, Anna R, Hermey, Guido, Breiderhoff, Tilman, Willnow, Thomas E. 2018. SORCS1 and SORCS3 control energy balance and orexigenic peptide production. In EMBO reports, 19, . doi:10.15252/embr.201744810. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29440124/
6. Oetjen, Sandra, Mahlke, Claudia, Hermans-Borgmeyer, Irm, Hermey, Guido. 2014. Spatiotemporal expression analysis of the growth factor receptor SorCS3. In The Journal of comparative neurology, 522, 3386-402. doi:10.1002/cne.23606. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24715575/
7. Breiderhoff, Tilman, Christiansen, Gitte B, Pallesen, Lone T, Glerup, Simon, Willnow, Thomas E. 2013. Sortilin-related receptor SORCS3 is a postsynaptic modulator of synaptic depression and fear extinction. In PloS one, 8, e75006. doi:10.1371/journal.pone.0075006. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24069373/