氨基酸转运载体slc3a2在恶性肿瘤中的研究进展

发光管氨基酸转运载体SLC3A2在肿瘤中的研究进展(综述)
摘要:SLC3A2为溶质载体家族中重要的成员之一,在正常组织中分布仅限于肾脏、睾丸和小脑,主要负责运输氨基酸、调节细胞内的钙离子及对整合素信号转导途径具有调控作用。众多研究发现,SLC3A2高表达于多种恶性细胞或组织中,并与肿瘤的进展和预后密切相关。揭示了其作为有效的分子靶点之一。本文就SLC3A2的结构、生理功能及其与肿瘤的研究进行综述
关键词:SLC3A2:恶性肿瘤;靶向;文献综述;
Abstract: SLC3A2 is one of the important members of the solute carrier family, and the distribution in normal tissue is limited to the kidney, testis and cerebellum, mainly responsible for the transport of amino acids, regulating intracellular calcium ions and regulating the integrin signaling pathways.Numerous studies have found that SLC3A2 is highly expressed in multiple malignant cells or tissues and is closely associated with tumor progression and prognosis.It was revealed as one of the effective molecular therapeutic targets.This review reviews the structural, physiological function of SLC3A2 and its therape
utic studies with tumors.
引言
氨基酸作为蛋白质的基本组成单元和人类赖以生存的营养物质。它参与了细胞内许多重要的代谢途径,维持细胞、组织的生长、更新及修复,与机体的正常生命活动息息相关(31)。然而氨基酸作为一种极性的小分子物质,不能自由透过细胞膜,其跨膜转运需借助于氨基酸转运载体。肿瘤细胞有着异常的增殖和代谢方式,在其生长、迁移过程中伴随着大量氨基酸的供应,而氨基酸转运体为这一过程提供了载体通道。溶质载体家族3成员2(Solute Carrier Family 3 Member 2,SLC3A2),是氨基酸转运系统中的重要成员之一[1, 2](32,33)。近年来溶质转运蛋白家族在癌症中的作用受到明显的重视。多个研究证实了SLC3A2基因在癌细胞中的高表达水平,与肺腺癌[3](3)、结直肠癌钢水取样器[4](5)、乳腺癌[5](6)、肾细胞癌[6](25)、肝细胞癌[7](30)等肿瘤恶性行为有关。本文就氨基酸转运载体SLC3A2的结构、生理功能以及其与恶性肿瘤之间的关系作一综述,为进一步的临床研究和探索提供参考。
1、SLC3A2与溶质载体家族
  溶质载体(solute carrier,SLC)系列包括 60 多个基因家族,共400多个成员,编码人类大多数的转运蛋白这些蛋白质大多位于细胞和细胞器的膜上,其主要功能是通过促进多种可溶性分子底物在脂质膜之间的交换来维持细胞内的稳态。SLC转运蛋白依赖于电化学梯度或离子梯度来运输各种各样的底物,能够转运包括多种蛋白质、氨基酸、糖类、维生素、核酸、无机离子、有机离子、神经递质和药物[8, 9](17)(35)。SLC3A2作为溶质家族3(Solute Carrier Family 3 )的一员,在多种有增殖能力的细胞内较高表达, 并通介导的多种途径影响正常细胞的生长和功能。
  近年来,溶质转运蛋白的多种成员已经成为分子生物学研究的热点。据多个研究报道,SLC超家族参与肿瘤发生的各个阶段,包括增殖、凋亡、侵移、耐药等恶性行为过程。Wu Zijian[9](35)研究发现溶质载体(SLCs)与RAS突变型胰管腺癌PDAC细胞发生、血管生成、侵袭和转移有关。Karolina等[10](36)发现SLC22A18AS是肺癌细胞上皮间充质转化(EMT)所必需,证实了其在肺癌传播中具有重要作用。Chenmei Xia等[11](37)证实SLC39A4的异常表达与食管鳞状细胞癌(ESCC)在临床上的分期及淋巴结远处转移呈正相关,可作为促进ESCC进展的新的预后分子标志物。
2、SLC3A2的结构和功能
2.1、SLC3A2的结构
CD 98是一种异二聚体氨基酸转运蛋白,介导器官间和不同细胞类型之间的氨基酸传递,在体外对整合素信号转导有调节作用[12](26)。CD98由一条重链和一条相关轻链组成。其重链亚基CD98h(又称为SLC3A2、4F2hc)是一种II型膜蛋白,具有胞内氨基末端、单跨膜螺旋和较大的胞外结构域,参与整合素信号和细胞融合。其轻链是一种典型的螺旋束蛋白,有12个假定的跨膜螺旋,重链胞外结构域与轻链相互作用,控制L型氨基酸转运。迄今为止,已确定了两条不同的重链,即4F2hc和rBAT,以及几条不同的轻链。重链的胞外结构域有两个子结构域,4F2hc的羧基端是识别某些轻链的关键,而rBAT的端羧基端则参与了底物的迁移。轻链亚基包括L型氨基酸转运体LAT 1 (SLC7A5),LAT 2(SLC7A8),Y+LAT 1(SLC7A7),Y+LAT 2(SLC7A6),(SLC7A10),以及胱氨酸/谷氨酸转运体XCT(SLC7A11)。[13-16](1)(20)(21)(38)。
2.2、SLC3A2的生理功能
  SLC3A2是由细胞质、跨膜区和细胞外结构域组成的Ⅱ型跨膜蛋白,其胞内结构域由跨膜和细胞质结构域组成。根据目前的研究表明[6, 17](29)(40)。SLC3A2主要有两种不
同的功能:(1)、它可以与整合素结合,调节细胞外信号传导。(2)、它可以调节轻链的表达和分布,调节氨基酸的转运功能。这两种功能依赖于SLC3A2内不同的结构域:细胞外结构域与其轻链相互作用,促进L型氨基酸的转运。胞内结构域(跨膜和细胞质)结合到整合素β1A和β3胞质亚基高度保守的C端结构域结合,增强整合素在细胞外的信号传导,从而调节整合素依赖的细胞功能[18](24)。Boulter Etienne等报道了SLC3A2是一种整合素相关蛋白,通过激活Akt和rac gtp酶,促进整合素依赖的细胞扩散、细胞迁移和保护细胞不受凋亡的影响,而rac gtp酶是整合素依赖信号的主要来源,参与细胞存活和细胞迁移[12](26)。Chunlei Liu等研究表明SLC3A2可能通过rna聚合酶Ⅱ的释放与整合素等蛋白质相互作用,调节蛋白质激酶和酪氨酸激酶等蛋白激酶的功能[19](10)。
胱氨酸-谷氨酸反转运体XCT,它由SLC3A2(4F2hc,CD98hc)亚基为重链温度远程监控和SLC7A11亚基为轻链组成。轻链亚基SLC7A11主要承担氨基酸的初级运输功能,对胱氨酸和谷氨酸转运具有较高的特异性,而重链亚基SLC3A2主要扮演伴侣蛋白的作用,对调节SLC7A11转运到质膜区密不可分转运体又称为xc- 系统,能以1:1的比例交换胞外胱氨酸,以换取胞内谷氨酸。胱氨酸是半胱氨酸DAPD001合成一种氧化二聚体,主要作为合成谷胱甘肽(GSH)的关键前体。后者是一种由半胱氨酸、谷氨酸和甘氨酸组成的
三肽,在体内作为一种重要的抗氧化剂。因此该系统对于银包金防止活性氧(Ros)堆积所造成的细胞损伤尤为重要玻璃丝包线[20, 21](41)(42)
铁死亡(Ferroptosis)是近年来新发现的一种非凋亡性的细胞死亡方式,主要是由于脂质过氧化产物的过度堆积而造成。其与凋亡、坏死等细胞死亡方式不同,细胞内游离铁增多和脂质累计过度造成细胞的过氧化是其独特的代谢特征。[22](43)研究证明,铁死亡与胱氨酸的不断耗竭和xc- 系统的损伤有关。xc- 系统在体内主要负责的胱氨酸的摄取和转运,调节体内一种必不可少的抗氧化剂GSH的合成。(42)

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