CLEC16A,也称为C型凝集素结构域家族16成员A,是一种重要的膜相关内体蛋白,与多种人类疾病相关,包括1型糖尿病、多发性硬化症、肾上腺功能不全等。CLEC16A的功能尚未完全明了,但研究表明它参与调节自噬和内吞作用,以及细胞内运输和免疫功能等生物学过程。
CLEC16A已被证明是1型糖尿病的易感基因,通过控制自噬来维持β细胞功能,并防止糖尿病的发生。研究发现,CLEC16A与E3泛素连接酶Nrdp1相互作用,并参与调节线粒体自噬(mitophagy)[1]。线粒体自噬是一种细胞内质量控制过程,负责清除受损的线粒体。CLEC16A的缺失导致Nrdp1靶标Parkin的增加,而Parkin是线粒体自噬的主调节因子。小鼠胰腺中CLEC16A的缺失导致异常的线粒体,氧消耗和ATP浓度降低,这些对于正常的β细胞功能至关重要。此外,携带CLEC16A基因糖尿病相关单核苷酸多态性(SNP)的患者,其胰岛CLEC16A表达和胰岛素分泌均降低。
CLEC16A还与多发性硬化症(MS)相关。研究发现,CLEC16A变异体缺乏C端无序蛋白区域(IDPR),这对于线粒体质量控制至关重要。CLEC16A C端缺乏二级结构,验证了IDPR的存在。CLEC16A C端IDPR的缺失会导致线粒体自噬受损,线粒体功能障碍和葡萄糖刺激的胰岛素分泌减少,最终导致葡萄糖不耐受。CLEC16A C端IDPR的缺失会增加CLEC16A的泛素化降解,从而影响线粒体自噬调节装置的组装。
CLEC16A的变异体还与自身免疫性疾病相关。研究发现,CLEC16A在胸腺上皮细胞(TEC)中调节自噬,并影响T细胞的选择。在非肥胖糖尿病(NOD)小鼠模型中,CLEC16A的沉默可以防止自身免疫性疾病,这与T细胞的低反应性有关,这是由于胸腺上皮细胞(TEC)刺激的变化导致的。CLEC16A的变异与胸腺上皮细胞(TEC)自噬的改变有关,这可能会影响T细胞的选择和反应性。
此外,CLEC16A还与B细胞受体介导的HLA II途径有关。研究发现,CLEC16A在B细胞中与表面II类相关恒定链肽(CLIP)共表达。CLEC16A的稳定敲低导致EBV阳性Raji B细胞中表面HLA-DR和CD74(恒定链)的上调,而CLIP略有但显著降低。此外,IgM介导的沙门氏菌摄取减少,CLEC16A沉默的Raji细胞中MIICs的聚集减少,这表明CLEC16A控制HLA-DR/CD74和B细胞受体/抗原处理在MIICs中。在原代B细胞中,CLEC16A仅在CLIP刺激条件下在体外被诱导,并在CLIP高表达的幼稚细胞中占主导地位。此外,CLIP负载的HLA-DR分子在快速发展为MS的患者的血液B细胞中异常富集,CLEC16A与CLIP的共调节被破坏。这些发现表明CLEC16A参与B细胞中的B细胞受体介导的HLA II途径,并且在MS发病期间这种调节受损。
CLEC16A在星形胶质细胞中也发挥作用。研究发现,CLEC16A在星形胶质细胞中促进线粒体自噬,限制线粒体功能障碍和线粒体产物的积累,这些产物可以激活NF-κB、NLRP3炎症小体和气孔素D。CLEC16A的星形胶质细胞特异性失活增加了NF-κB、NLRP3和气孔素D的激活,在实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)小鼠模型中恶化了多发性硬化症。此外,在MS患者的星形胶质细胞样本中检测到线粒体自噬能力的破坏和气孔素D的激活。
综上所述,CLEC16A是一种重要的膜相关内体蛋白,参与调节自噬、内吞作用、细胞内运输和免疫功能等生物学过程。CLEC16A的变异与多种人类疾病相关,包括1型糖尿病、多发性硬化症、自身免疫性疾病等。CLEC16A的研究有助于深入理解其生物学功能和疾病发生机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Soleimanpour, Scott A, Gupta, Aditi, Bakay, Marina, Hakonarson, Hakon, Stoffers, Doris A. . The diabetes susceptibility gene Clec16a regulates mitophagy. In Cell, 157, 1577-90. doi:10.1016/j.cell.2014.05.016. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24949970/