Посещений:
Врожденная Нейтропения

Роль гена НАХ1

HAX1 deficiency causes autosomal recessive severe congenital neutropenia (Kostmann disease)
Klein, C. Grudzien, M. Appaswamy, G. Germeshausen, M. Sandrock, I. Schaffer, A. A. Rathinam, C. Boztug, K. Schwinzer, B. Rezaei, N.
NATURE GENETICS 2007, VOL 39; NUMBER 1, pages 86-92




Рис.1.
 |  Fig. In recent years, several HAX1 binding partners were found, and understanding these interactions will help shed light on the cellular and molecular function(s) HAX1 performs

Количественные нарушения нейтрофилов могут быть вторичными, если индуцируются лекарственной терапией, инфекцией или аутоиммунными реакциями, или первичными, такие как циклическая нейтропения или severe congenital neutropenia (SCN). SCN может быть классифицирована как аутосомно доминантная или рецессивная. Первая форма известна как болезнь Kostmann, является синдромом первичного иммунодефицита (1,2). Уменьшение нейтрофилов подвергает индивиды повторяющимися опасными для жизни бактериальными инфекциям.
Т.к. мутации в ELA2 и WAS, кодирующих elastase нейтрофилов и Wiscott-Aldrich Syndrome белок, были сцеплены с доминантной формой SCN (3-5), генетические и молекулярные основы рецессивной формы менее ясны. Предпринято сканирование по всему геному в трех неродственных курдских семьях с 4 членами с SCN. Был идентифицирован геномный интервал, содержащий 275 генов и открытые рамки считывания. Из них HAX1 показался наиболее подходящим кандидатом. Очевидно, что апоптоз клеток миэлоидных предшественников является одним из механизмов, лежащих в основе молекулярных генетических дефектов (6,7).
НАХ1 секвенирование показало, что все затронутые индивиды имеют гомозиготную однонуелеотидную инсерцию в экзоне 2, которая вносит преждевременный стоп-кодон, W44X. Установлено, что затронутых индивидов белок отсутствует. Секвенирование 63 дополнительных SCN индивидов выявило ту же самую инсерцию у 15 из них и у одного индивида дополнительную замену одного основания, дающего преждевременный стоп-кодон R86X. Интересно, чтоне было и ндивидов с мутацией как в ELA2, так и НАХ1б это указываеи на то, что эти гены вызывают действительно взаимоисключающие группы нейтропении.
Известно, что 10-15% SCN пациентов дают острую миэлоидную лейкемию, а субнабор из этих пациенто обнаруживают мутации granulocyte colony stimulating factor receptor (CSF3R), которые делетируют CSF3R сигнальный домен созревания. Был просеквенирован CSF3R у индивидов с мутациями НАХ1 и у 3-х из них были идентифицированы соматические мутации в CSF3R.
YF{1 содержит два мотива, напоминающие ВН1 и ВН2, которые сильно консервативными функционально важными доменами, обнаруж енными у членов семейства Bcl-2 (8) и действуют как ингибиторы апоптоза.Для проверки участия НАХ1 в апоптозе, изучали клеточное потребление propidium iodide нейтрофилами. Было установлено, что дефицитные по НАХ1 нейтрофилы обнаруживают повышенный апоптоз, что сопровождается повышенным расщеплением каспаз 3/7.
Локализация НАХ1 в митохондриях и его участие в апоптозе открывает интересную возможность, что белок может участвовать в поддержании потенциала митохондриальных мембран. Была использована JC-1? окраска, которая в не-апоптических клетках формирует митохондриальные агрегаты, который флюоресцируют красным, а в апоптических клетоках испускают зеленую флюоресценцию. Потенциал внутренней митохондриальной мембраны быстро исчезал у НАХ1 дефицитных нейтрофилов, но не в контрольных клетках, указывая тем самым, что НАХ1 играет важную роль в стабилизации потенциала митохондриальных мембран. Экспрессия НАХ1 повсеместна, поэтому были повторены эксперименты с НАХ1 дефицитными фибробластами. Эти клетки также обнаруживали более быструю потерю мембранного потенциала, указывая на то. что НАХ1 участвует в поддержании мембранного потенциала, которое не ограничено нейтрофилами.
Были воссозданы клеточные фенотипы SCN индивидов с использованием переноса ретровирусного гена. CD34+ клетки, изолированные от мутантных и здоровых индивидов, были инфицированы ретровирусным вектором, кодирующим НАХ1, что позволяло дифференцироваться in vitro в клетки миэлоидных предшественников. После воздействия valinomycin измеряли трансмембранный потенциал. Трансмембранный потенциал терялся в клетках, трансдуцированных маркерным геном, но потеря потенциала была задержана в клетках миэлоидных предшественников с трансдуцированным НАХ1 геном, также как и в НАХ1 дейицитных фибробластах после переноса ретровирусного вектора.
Авт. полагают. что индивиды с соотв. фенотипом всегда д. исследоваться на присутствие мутаций НАХ1. Предполагается, что НАХ1 участвует в поддержании митохондриального трансмембранного потенциала и в митохондриальном контроле апоптоза, поэтому может быть ключевым регулятором гомеостаза миэлоидных клеток. Недавнее исследование выявило интересные паттерны связывания НАХ1 (Рис. 1), среди которых PKD1 и cortactin, EBNA-LP, protein K15 of Kaposis's sarcoma-associated herpevirus, Omi/HtrA2 protease, α-субъединица гетеротримерного G белка G13, белки экспорта желчи BSEP, MDR1 и MDR2, Vpr белок из HIV, caspase 9 и phosphlamban (9). Будущие исследования выявят фундаментальную роль этого белка/
Сайт создан в системе uCoz