Саркоспан
| ССПН | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Псевдонимы | ССПН , ДАГА5, КРАГ, НСПН, СПН1, СПН2, саркоспан | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Внешние идентификаторы | ОМИМ : 601599 ; МГИ : 1353511 ; Гомологен : 3727 ; GeneCards : SSPN ; ОМА : SSPN – ортологи | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Викиданные | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Саркоспан — это белок , который у человека кодируется геном SSPN .
Саркоспан, первоначально идентифицированный как ассоциированный с Kirsten ras ген ( KRAG массой 25 кДа ), представляет собой трансмембранный белок , расположенный в дистрофин-ассоциированном белковом комплексе клеток скелетных мышц , где он наиболее распространен. Он содержит четыре трансмембранные перекрывающие спирали, причем как N-, так и C-концевые домены расположены внутриклеточно. [5] Потеря экспрессии SSPN происходит у пациентов с мышечной дистрофией Дюшенна . Дистрофин необходим для правильной локализации SSPN. SSPN также является важным регулятором сигнальных путей Akt . Без SSPN сигнальные пути Akt будут заблокированы и регенерация мышц не произойдет.
Функция
[ редактировать ]Саркоспан — это белок, который играет решающую роль в здоровье и функционировании мышц. Он является частью дистрофин-ассоциированного гликопротеинового комплекса (DGC), который представляет собой белковый комплекс, обнаруженный в мышечных клетках и помогающий поддерживать структурную целостность мышечных волокон. Саркоспан взаимодействует с другими белками DGC, а мутации в гене, кодирующем саркоспан, могут привести к мышечной дистрофии — группе генетических нарушений, характеризующихся прогрессирующей мышечной слабостью и дегенерацией. [6]
Саркоспан выполняет множество функций в DGC, которые способствуют его роли в здоровье мышц. DGC представляет собой комплекс белков, который покрывает клеточную мембрану мышечных клеток и связывает внеклеточный матрикс с внутриклеточным цитоскелетом, обеспечивая стабильность и целостность мышечных волокон. Саркоспан является одним из компонентов ДГК и взаимодействует с другими белками комплекса, включая дистрофин, синтрофины и дистрогликаны .
Одной из ключевых функций саркоспана является помощь в стабилизации DGC и обеспечении его правильной локализации на мембране мышечных клеток. Саркоспан взаимодействует с дистрогликанами, которые представляют собой трансмембранные белки, соединяющие ДГК с внеклеточным матриксом. Это взаимодействие помогает закрепить DGC на мембране мышечных клеток и способствует общей стабильности мышечного волокна. Кроме того, саркоспан взаимодействует с синтрофинами, белками-адаптерами, связывающими DGC с актиновым цитоскелетом внутри мышечной клетки. Это взаимодействие помогает поддерживать структурную целостность мышечного волокна и важно для сокращения мышц и генерации силы.
Передача сигналов ячейки
[ редактировать ]Саркоспан также играет роль в сигнальных путях, которые участвуют в росте и регенерации мышц. Исследования показали, что саркоспан может регулировать активность определенных сигнальных молекул, таких как киназа фокальной адгезии (FAK) , которая участвует в адгезии и миграции клеток. Саркоспан участвует в регуляции мышечных стволовых клеток, известных как сателлитные клетки, которые отвечают за регенерацию мышц после травм или повреждений. Было показано, что саркоспан модулирует активацию и миграцию сателлитных клеток, что позволяет предположить, что он может играть роль в процессах восстановления и регенерации мышц. [7]
Саркоспан преимущественно локализуется на мембране мышечных клеток, особенно в нервно-мышечном соединении (НМС) и сарколемме , которая является плазматической мембраной мышечных клеток. НМС — это специализированный синапс между двигательным нейроном и мышечным волокном, через который нервные импульсы передаются мышцам для инициирования сокращения. DGC, включая саркоспан, накапливается в НМС, где он играет решающую роль в поддержании целостности мышечной мембраны и обеспечении правильной нервно-мышечной передачи сигналов. [8]
Помимо НМС, саркоспан локализуется также вдоль сарколеммы — сплошной плазматической мембраны, окружающей все мышечное волокно. Саркоспан распределен в виде полосок вдоль сарколеммы, что позволяет предположить, что он может играть специфическую роль в различных областях мышечного волокна. Точная локализация саркоспана в НМС и сарколемме важна для его функции по стабилизации DGC и обеспечению целостности мышц.
Мутации и болезни
[ редактировать ]Мутации в гене, кодирующем саркоспан, вовлечены в развитие мышечной дистрофии — группы генетических нарушений, характеризующихся прогрессирующей мышечной слабостью и дегенерацией. Мышечная дистрофия вызвана мутациями различных генов, участвующих в структуре и функции мышц, включая дистрофин, который является ключевым компонентом ДГК, взаимодействующим с саркоспаном.Потеря дистрофина приводит к мышечной дистрофии. SSPN повышает уровень утрофин-гликопротеинового комплекса (UGC), чтобы компенсировать потерю дистрофина в нервно-мышечном соединении. Саркогликаны связываются с SSPN и образуют комплекс SG-SSPN , который взаимодействует с дистрогликанами (ДГ) и атрофином, приводя к образованию UGC. [9] SSPN регулирует количество атрофина , вырабатываемого UGC, для восстановления связывания ламинина из-за отсутствия дистрофина. [10] Если связывание ламинина не восстанавливается с помощью SSPN, наблюдается сокращение мембраны. У дистрофических мышей mdx SSPN повышает уровень атрофина и восстанавливает уровень связывания ламинина, уменьшая симптомы мышечной дистрофии.
Мутации в гене, кодирующем саркоспан, вовлечены в развитие мышечной дистрофии — группы генетических нарушений, характеризующихся прогрессирующей мышечной слабостью и дегенерацией. Мышечная дистрофия вызвана мутациями различных генов, которые участвуют в структуре и функции мышц, включая дистрофин, который является ключевым компонентом ДГК, взаимодействующим с саркоспаном.
Исследовательские приложения
[ редактировать ]Изучение саркоспана имеет важное исследовательское применение, которое может способствовать разработке терапевтических мер при мышечной дистрофии и других заболеваниях, связанных с мышцами.
Терапевтические стратегии
[ редактировать ]Выяснение роли саркоспана в мышечной дистрофии привело к изучению потенциальных терапевтических стратегий, нацеленных на саркоспан или DGC. Например, подходы, направленные на восстановление экспрессии или функции саркоспана, исследовались как потенциальные терапевтические вмешательства при мышечной дистрофии. Методы генной терапии, такие как вирусная доставка генов, были изучены для восстановления экспрессии саркоспана в мышечных клетках, что дало многообещающие результаты в доклинических исследованиях. Кроме того, технологии редактирования генов, такие как CRISPR-Cas9 , использовались для коррекции мутаций саркоспана в мышечных клетках, предлагая потенциальные генные терапевтические подходы к мышечной дистрофии.
Разработка лекарств
[ редактировать ]Саркоспан рассматривается как потенциальная мишень для разработки лекарств для лечения мышечной дистрофии. Низкомолекулярные соединения, которые могут модулировать функцию саркоспана или стабилизировать DGC, изучались в качестве потенциальных терапевтических средств. Например, исследования показали, что воздействие на определенные сигнальные пути, такие как путь FAK, который регулируется саркоспаном, может улучшить мышечную функцию на животных моделях мышечной дистрофии. [11] Кроме того, соединения, которые могут повысить стабильность или локализацию DGC, включая саркоспан, были исследованы на предмет их способности улучшать хрупкость мышечных мембран и уменьшать повреждение мышц при мышечной дистрофии.
Разработка биомаркеров
[ редактировать ]Саркоспан был предложен в качестве потенциального биомаркера мышечной дистрофии и других заболеваний, связанных с мышцами. [12] Биомаркеры — это измеримые индикаторы, которые могут предоставить информацию о состоянии заболевания, его прогрессировании и реакции на лечение. Уровни саркоспана в крови или других биологических образцах могут отражать целостность DGC и мышечной мембраны, а изменения уровней саркоспана могут указывать на прогрессирование заболевания или реакцию на терапевтические вмешательства. Разработка саркоспана в качестве биомаркера может помочь в диагностике, прогнозе и мониторинге мышечной дистрофии и других заболеваний, связанных с мышцами.
Механистические исследования
[ редактировать ]Исследования саркоспана дали представление о молекулярных механизмах, лежащих в основе развития, регенерации и заболеваний мышц. Исследования с использованием моделей животных или систем клеточных культур помогли выяснить роль саркоспана в стабильности и функции DGC, его участие в сигнальных путях и его вклад.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с GRCh38: Версия Ensembl 89: ENSG00000123096 – Ensembl , май 2017 г.
- ^ Jump up to: а б с GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000030255 – Ensembl , май 2017 г.
- ^ «Ссылка на Human PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
- ^ «Ссылка на Mouse PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
- ^ Эмсен Дж., Пун Э., Дэвис К. (июль 2002 г.). «Белковый комплекс, связанный с дистрофином». Журнал клеточной науки . 115 (Часть 14): 2801–2803. дои : 10.1242/jcs.115.14.2801 . ПМИД 12082140 .
- ^ Кросби Р.Х., Лим Л.Е., Мур С.А., Хирано М., Хейс А.П., Мэйбаум С.В. и др. (август 2000 г.). «Молекулярная и генетическая характеристика саркоспана: понимание взаимодействий саркогликан-саркоспан» . Молекулярная генетика человека . 9 (13): 2019–2027. дои : 10.1093/hmg/13.09.2019 . ПМИД 10942431 .
- ^ Стернс-Рейдер К.М., Хикс М.Р., Хаммонд К.Г., Рейнольдс Дж.К., Майти А., Курмангалиев Ю.З. и др. (март 2023 г.). «Миоскаффолды показывают, что рубцевание ламинина вредно для функции стволовых клеток, в то время как саркоспан индуцирует компенсаторный фиброз» . npj Регенеративная медицина . 8 (1): 16. дои : 10.1038/s41536-023-00287-2 . ПМК 10017766 . ПМИД 36922514 .
- ^ Холл З.В., Санес-младший (январь 1993 г.). «Синапсическая структура и развитие: нервно-мышечный переход». Клетка . 72 Приложение: 99–121. дои : 10.1016/S0092-8674(05)80031-5 . ПМИД 8428377 . S2CID 20433816 .
- ^ Маршалл Дж.Л., О Дж., Чоу Э., Ли Дж.А., Холмберг Дж., Буркин DJ, Кросби-Уотсон Р.Х. (апрель 2015 г.). «Интеграция саркоспана в ламинин-связывающие адгезионные комплексы, облегчающие мышечную дистрофию, требует атрофина и интегрина α7» . Молекулярная генетика человека . 24 (7): 2011–2022. дои : 10.1093/hmg/ddu615 . ПМК 4355028 . ПМИД 25504048 .
- ^ Рамирес-Санчес И., Росас-Варгас Х., Себальос-Рейес Г., Саламанка Ф., Корал-Васкес Р.М. (2005). «Анализ экспрессии комплекса SG-SSPN в гладкомышечных и эндотелиальных клетках сосудов пуповины человека». Журнал сосудистых исследований . 42 (1): 1–7. дои : 10.1159/000082528 . ПМИД 15583476 . S2CID 31254578 .
- ^ Кверчето С., Санторо Р., Гоуран А., Грандинетти Б., Помпилио Г., Ренье М. и др. (май 2022 г.). «Чем сложнее подъем, тем лучше вид: влияние жесткости субстрата на судьбу кардиомиоцитов». Журнал молекулярной и клеточной кардиологии . 166 : 36–49. дои : 10.1016/j.yjmcc.2022.02.001 . hdl : 2158/1256457 . ПМИД 35139328 . S2CID 246640184 .
- ^ Тёрк Р., Стерренбург Э., ван дер Вис К.Г., де Мейер Э.Дж., де Менезес Р.С., Гро С. и др. (январь 2006 г.). «Общие патологические механизмы мышечной дистрофии на мышиных моделях» . Журнал ФАСЭБ . 20 (1): 127–129. doi : 10.1096/fj.05-4678fje . ПМИД 16306063 . S2CID 37761944 .