Slc26a6-KO 基因敲除小鼠

SLC26A6，也称为氯离子/碳酸氢盐交换蛋白6，是溶质载体家族26（SLC26）成员之一。SLC26家族是一类在人类中具有10个成员（SLC26A1-A11，其中A10是假基因）的保守的阴离子转运蛋白家族。除了SLC26A5（prestin）之外，SLC26家族的所有基因都是多功能的阴离子交换器，具有运输各种阴离子的显著能力。SLC26A6在SLC26家族中具有最广泛的交换功能，在哺乳动物的各种器官和组织中广泛表达。SLC26A6具有一些特殊性质，使其在离子稳态和酸碱平衡中发挥着特别重要的作用。近年来，SLC26A6在疾病中的功能越来越受到关注。SLC26A6不仅参与肠和胰腺疾病的发展，而且在介导肾结石、胎儿骨骼发育不良和心律失常中起着重要作用[1]。

SLC26A6基因的多态性rs184187143与妊娠糖尿病的糖尿病酮症酸中毒风险增加有关。糖尿病酮症酸中毒是妊娠糖尿病最严重的急性并发症之一，其特征是血糖控制不良、酸中毒和酮症。糖尿病酮症酸中毒对母婴来说可能是一种危及生命的紧急情况，其导致糖尿病酮症酸中毒的遗传因素尚不清楚。一项研究发现，在妊娠糖尿病合并糖尿病酮症酸中毒组中，G等位基因（p = 0.032，OR = 2.326，95% CI = 1.539-3.516）、C/G基因型（p = 0.021，OR = 3.582，95% CI = 1.216-10.558）和先前未描述的rs184187143的流行率显著增加。SLC26A6 rs184187143基因型的G等位基因和C/G基因型与妊娠糖尿病合并糖尿病酮症酸中毒的风险增加密切相关[2]。

SLC26A6在肝细胞癌（HCC）中表达上调，并且具有诊断和预后意义。HCC是全球最常见的恶性肿瘤之一，也是全球癌症相关死亡的主要原因之一。一项研究发现，SLC26A6表达在HCC中升高，其诊断敏感性高于α-胎蛋白（AFP）。SLC26A6表达是HCC的独立预后因素。SLC26A6上调主要与切除修复、DNA复制等过程相关。SLC26A6相关的mRNA富集在PI3K-AKT信号通路、轴突引导、癌症通路等通路中。蛋白质互作网络表明，SLC26A6与溶质载体成员、ABC转运蛋白和其他离子转运分子相互作用。该研究首次证明了SLC26A6在HCC中上调并与不良预后相关，可能作为HCC的诊断标志物或预后生物标志物[3]。

SLC26A6和NADC-1是未来研究肾结石和相关高血压的重要方向。肾结石是发达国家最常见的泌尿系统疾病，具有较高的发病率和复发率。肾结石是一个严重的健康问题，最终导致肾功能丧失，并且与高血压密切相关。SLC26A6是SLC26家族中高度保守的成员之一，主要在肾脏和肠道中表达，并且主要介导各种阴离子的运输，包括Oxalate2-、HCO3-、Cl-和SO42-等。Na+依赖性二羧酸转运蛋白1（NADC-1）是SLC13基因家族的Na+羧酸共转运蛋白，主要介导Na+和三羧酸循环中间体的共转运，如柠檬酸和琥珀酸等。研究表明，草酸钙肾结石是最常见的肾结石类型。高草酸尿症和低柠檬酸尿症显著增加形成草酸钙肾结石的风险，而在近端肾单位中琥珀酸的增加可以刺激肾素分泌并导致高血压。目前已知维持肾脏中草酸和柠檬酸的动态平衡非常重要，但肾脏上皮细胞中草酸和柠檬酸转运的协同分子机制尚不清楚。该研究回顾了早期关于肾脏中草酸转运和柠檬酸转运的研究结果，描述了SLC26A6和NADC-1在肾结石形成过程中的协同分子机制。越来越多的研究显示，肾结石与高血压密切相关。此外，该研究还总结了SLC26A6和NADC-1转运蛋白介导的琥珀酸调控的协同分子机制的最新研究进展，揭示了它们的功能作用以及与三磷酸肌醇受体结合蛋白调节血压的密切关联[4]。

SLC26A6缺失和CFTR抑制对小鼠胰腺导管HCO3-分泌的影响。胰腺导管上皮细胞分泌富含HCO3-的液体，这依赖于囊性纤维化跨膜电导调节因子（CFTR）。HCO3-跨过顶端膜被认为是由SLC26A6 Cl-/HCO3-交换和CFTR HCO3-电导共同介导的。一项研究发现，当腔内灌注高Cl-溶液时，在野生型小鼠的导管中，CFTRinh-172的腔内应用增加了顶端HCO3-的分泌速率，但在slc26a6-/-小鼠的导管中则降低了分泌速率。这表明slc26a6和CFTR在腔内高Cl-的情况下相互补偿/竞争顶端HCO3-的分泌。当腔内HCO3-浓度高时，腔内CFTRinh-172在野生型和slc26a6-/-导管中都降低了顶端HCO3-的分泌速率。这表明CFTR的HCO3-电导在高腔内HCO3-浓度下介导了顶端HCO3-分泌的显著部分[5]。

SLC26A6多功能阴离子转运蛋白的结构-功能关系、病理生理意义和新药理学抑制剂的最新进展。SLC26A6是SLC26家族多功能阴离子转运蛋白的成员，由于其多种转运模式、在难以进行生理学研究的器官中的表达以及缺乏特异性抗体和抑制剂而显得特别神秘。SLC26A6在人体胰腺、肾脏、肠道、心脏和其他一些器官中表达，并参与液体吸收、阴离子分泌、细胞内pH调节以及如草酸等废物的排泄。最近，通过冷冻电子断层扫描获得了人SLC26A6的分子结构。重组SLC26A6在蛋白质脂质体中的结构-功能研究表明，其具有1:1的化学计量学，导致电中性Cl-/HCO3-交换和电生成Cl-/草酸2-交换。这些数据如何有助于理解已发表的SLC26A6功能研究？英国数据库中肾脏结石队列的全外显子测序揭示了在一位患有肠高草酸尿症、草酸钙肾结石和低钙饮食的患者中存在一种显性负性SLC26A6突变。这一发现如何与之前在小鼠和人类中对SLC26A6基因突变的遗传学研究相吻合？在确定SLC26A6的特异性抑制剂方面取得了进展。这些研究在临床上的意义可能是什么[6]？

SLC26A6，SLC26基因家族的第六个成员。SLC26基因家族（溶质载体家族26）由编码与阴离子转运蛋白相关的蛋白质的五个哺乳动物基因组成。除了从大鼠和沙鼠中克隆的sat-1和prestin之外，还确定了三个与特定遗传疾病相关的人类成员（DTD，骨发育不良；CLD，先天性氯泻；PDS，Pendred综合征）。一项研究通过同源方法结合RACE PCR鉴定了人类SLC26A6，这是该基因家族的第六个成员。Northern blot分析显示，肾脏和胰腺中的SLC26A6转录本水平最高。在MDCK细胞和非洲爪蟾卵母细胞中的表达表明，SLC26A6蛋白转运到细胞膜，但没有显示出使用示踪剂摄取或细胞内pH测量的阴离子转运活性。该研究确定了SLC26A6基因的基因组结构，并排除了21个编码外显子中存在DFNB6和USH2B突变的可能性，这些突变与SLC26A6染色体位点（3p21）紧密相关[7]。

人类诺如病毒诱导的斑马鱼基因表达生物标志物。开发一个能够复制人类诺如病毒（HuNoV）的动物模型系统，以研究该病毒的致病机制和治疗干预，一直是一个挑战。一项研究复制了HuNoV GII.4，并评估了感染斑马鱼中的病毒基因表达。三种剂量的接种导致病毒复制成功。在HuNoV感染的斑马鱼中，转运蛋白基因（tfa、cftr、slc26a3和slc26a6）、热休克伴侣蛋白（hspa8）和免疫反应细胞因子（ifng1和il1b）的表达水平很高；然而，在用热灭活HuNoV感染的斑马鱼中，基因的表达水平有所降低。这些结果表明，HuNoV在幼年斑马鱼中复制，并将促进在HuNoV感染期间研究生物标志物基因表达[8]。

Slc26a6（PAT1，CFEX）是肾脏近端小管顶端膜上的主要氯离子/碱交换器。目前的研究旨在检查Slc26a6缺失对近端小管直段（S3）顶端Na+/H+交换器3（NHE3）的影响，这是肾脏中过滤氯离子再吸收的主要部位。在体外微灌注的近端小管直段中，Slc26a6-/-和Slc26a6+/+动物的基线细胞内pH（pH(i)）分别为7.10 +/- 0.02和7.33 +/- 0.02，Slc26a6突变小鼠的细胞内pH显著降低（p < 0.00001）。顶端Na+/H+交换器的活性在Slc26a6+/+和Slc26a6-/-动物中分别为0.49 +/- 0.02 pH单位/min和0.26 +/- 0.03 pH单位/min，Slc26a6-/-小鼠的活性显著降低（p < 0.0001）。甲酸诱导的细胞内碱化，这是通过NHE3介导的，在Slc26a6-/-动物中显著减弱，碱化幅度为0.16 pH单位，而在Slc26a6+/+动物中为0.37（p < 0.00001，n = 5只动物）。血管紧张素II刺激的NHE3活性在Slc26a6-/-动物中保持完整。Slc26a6+/+和Slc26a6-/-小鼠的缓冲能力相当。免疫印迹和免疫荧光标记显示，Slc26a6+/+和Slc26a6-/-小鼠的肾脏近端小管中NHE3的丰度和分布相似。总之，Slc26a6缺失下调了近端小管直段的顶端Na+/H+交换器活性。尽管在体外灌注的肾小管中NHE3下调，但在Slc26a6敲除小鼠中未观察到明显的肾脏钠丢失，这表明可能激活了能够刺激顶端Na+/H+交换器的信号通路[9]。

顶端阴离子交换器Slc26a6促进小鼠颌下腺腺泡细胞草酸的分泌。溶质载体家族26（SLC26）基因家族编码至少10种不同的阴离子交换器。SLC26成员6（SLC26A6或CFEX/PAT-1）和囊性纤维化跨膜电导调节因子（CFTR）共同定位于胰腺导管细胞的顶端膜上，在那里它们共同作用以促进HCO3-和液体的分泌。相比之下，在小肠中，SLC26A6是草酸分泌的主要途径。然而，关于Slc26a6在小鼠唾液腺中的功能知之甚少。一项研究发现，基于RNA测序的转录组分析和Western印迹揭示了Slc26a6在鼠颌下腺和舌下腺唾液腺中高度表达。Slc26a6定位于唾液腺腺泡细胞的顶端膜上，在导管中没有可检测到的免疫染色。转染小鼠Slc26a6的CHO-K1细胞进行Cl-/草酸和Cl-/HCO3-交换，而另外两种已知在唾液腺腺泡细胞中表达的阴离子交换器Slc4a4和Slc4a9介导的Cl-/草酸交换很少或没有。值得注意的是，Cl-/草酸交换和Cl-/HCO3-交换在从Slc26a6-/-小鼠的颌下腺中分离出的腺泡细胞中显著降低。Slc26a6-/-小鼠的颌下腺唾液中草酸分泌也显著降低，但HCO3-分泌没有受到影响。总的来说，这些发现表明Slc26a6位于唾液腺腺泡细胞的顶端膜上，在那里它介导Cl-/草酸交换，在将草酸分泌到唾液中起着重要作用[10]。

综上所述，SLC26A6在多种生理和病理过程中发挥着重要作用。它参与维持离子稳态和酸碱平衡，并可能成为某些疾病的诊断和预后标志物。此外，SLC26A6在肾脏、胰腺和唾液腺等器官中具有多种功能，包括阴离子交换、液体吸收和废物排泄。未来研究SLC26A6的结构-功能关系、病理生理意义和新药理学抑制剂将为理解其在疾病发生发展中的作用机制和开发针对SLC26A6的药物提供重要信息。