อีพีเอส1
โปรตีนที่มีโดเมน PAS ของเยื่อบุผนังหลอดเลือด 1 ( EPAS1หรือที่รู้จักกันในชื่อปัจจัยเหนี่ยวนำภาวะขาดออกซิเจน-2อัลฟา ( HIF-2α )) เป็นโปรตีนที่ถูกเข้ารหัสโดยยีนEPAS1 ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม เป็น ปัจจัยเหนี่ยวนำภาวะขาดออกซิเจนชนิดหนึ่งซึ่งเป็นกลุ่มของปัจจัยการถอดรหัสที่เกี่ยวข้องกับการตอบสนองทางสรีรวิทยาต่อความเข้มข้นของออกซิเจน[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]ยีนนี้ทำงานภายใต้ สภาวะ ขาดออกซิเจนนอกจากนี้ยังมีความสำคัญต่อการพัฒนาของหัวใจ และการรักษาสมดุลของแคเทโคลามีนที่จำเป็นต่อการปกป้องหัวใจ การกลายพันธุ์มักนำไปสู่เนื้องอกต่อมไร้ท่อของระบบประสาท
อย่างไรก็ตามอัลลีล ที่มีลักษณะเฉพาะ ของEPAS1 หลายตัว มีส่วนช่วยในการปรับตัวให้เข้ากับระดับความสูงในมนุษย์ [ 9 ] [ 10 ] อัลลีลหนึ่งดังกล่าวซึ่งได้รับการถ่ายทอดมาจากโฮมินินโบราณเดนิโซวาน เป็นที่ทราบกันว่าทำให้บางคนมีสมรรถภาพทางกีฬาเพิ่มขึ้น จึงถูกเรียกว่า "ยีนนักกีฬาชั้นยอด" [ 11 ]
การทำงาน
ยีน EPAS1 เข้ารหัสหน่วยย่อยหนึ่งของปัจจัยการถอดรหัสที่เกี่ยวข้องกับการเหนี่ยวนำยีนที่ถูกควบคุมโดยออกซิเจน ซึ่งจะถูกเหนี่ยวนำเมื่อความเข้มข้นของออกซิเจนลดลง (ภาวะขาดออกซิเจน) โปรตีนนี้ประกอบด้วย โดเมนการสร้างไดเมอร์ แบบเบสิกเฮลิกซ์-ลูป-เฮลิกซ์รวมถึงโดเมนที่พบใน โปรตีน การส่งสัญญาณซึ่งตอบสนองต่อระดับออกซิเจน EPAS1 มีส่วนเกี่ยวข้องกับการพัฒนาของหัวใจตัวอ่อนและมีการแสดงออกในเซลล์บุผนัง หลอดเลือด ที่เรียงตัวอยู่ตามผนังหลอดเลือดในสายสะดือ
EPAS1 ยังมีความสำคัญต่อการรักษาสภาวะสมดุลของแคเทโคลามีนและการป้องกันภาวะหัวใจล้มเหลวในช่วงพัฒนาการของตัวอ่อนในระยะแรก[ 8 ]แคเทโคลามีนที่ถูกควบคุมโดย EPAS1 ได้แก่เอพิเนฟรินและนอร์เอพิเนฟ ริน การผลิตแคเทโคลามีนต้องอยู่ใน สภาวะ สมดุลเพื่อให้ทั้งหัวใจของทารก ในครรภ์ และหัวใจของผู้ใหญ่ไม่ทำงานหนักเกินไปจนทำให้เกิดภาวะหัวใจล้มเหลว การผลิตแคเทโคลามีนในตัวอ่อนเกี่ยวข้องกับการควบคุมปริมาณเลือดที่หัวใจสูบฉีดโดยการเพิ่มอัตราการเต้นของหัวใจทารกในครรภ์[ 12 ]
อัลลีล
ชาวทิเบตจำนวนมากมีอัลลีลของ EPAS1 ที่ช่วยปรับปรุงการขนส่งออกซิเจน อัลลีลที่เป็นประโยชน์นี้ยังพบใน จีโนมของชาว เดนิโซวันซึ่งสูญพันธุ์ไปแล้ว แสดงให้เห็นว่ามันเกิดขึ้นในพวกเขาและเข้าสู่ประชากรมนุษย์ยุคใหม่ผ่านการผสมข้ามสายพันธุ์[ 13 ]
หมาป่าหิมาลัย[ 14 ]และสุนัขพันธุ์ทิเบตันมาสติฟ[ 15 ]ได้รับมรดกอัลลีลที่ปรับตัวเข้ากับระดับความสูงของยีนมาจากการผสมพันธุ์กับประชากรผีของสุนัขที่คล้ายหมาป่าที่ไม่รู้จัก อัลลีล EPAS1 เป็นที่ทราบกันว่าให้ประโยชน์ในการปรับตัวแก่สัตว์ที่อาศัยอยู่ในที่สูง[ 14 ]
ความสำคัญทางคลินิก
การกลายพันธุ์ในยีน EPAS1 เกี่ยวข้องกับเนื้องอกต่อมไร้ท่อที่เกิดขึ้นในระยะเริ่มต้น เช่นพาราแกงกลิโอมาโซมาโตสตาทิโนมาและ/หรือฟีโอโครโมไซโตมาการกลายพันธุ์มักเป็นการกลายพันธุ์แบบ มิสเซนส์ในเซลล์ร่างกาย ซึ่งอยู่ในตำแหน่งไฮดรอกซิเลชันหลักของ HIF-2α ทำให้กลไกการไฮดรอกซิเลชัน/การย่อยสลายของโปรตีนหยุดชะงัก และนำไปสู่การคงตัวของโปรตีนและการส่งสัญญาณแบบซูโดไฮโปเซีย นอกจากนี้ เนื้องอกต่อมไร้ท่อเหล่านี้ยังปล่อยเอริโทรโปเอติน (EPO) เข้าสู่กระแสเลือด และนำไปสู่ภาวะเม็ดเลือดแดงมากเกินไป[ 16 ] [ 17 ]
การกลายพันธุ์ในยีนนี้เกี่ยวข้องกับโรคเม็ดเลือดแดงมากเกินไปชนิดที่ 4 ในครอบครัว[ 8 ]ความดันโลหิตสูงในปอดและโรคแพ้ความสูงเรื้อรัง[ 18 ]นอกจากนี้ยังมีหลักฐานว่ายีนบางรูปแบบนี้ให้การป้องกันแก่ผู้คนที่อาศัยอยู่ในที่สูง เช่น ในทิเบต[ 9 ] [ 10 ] [ 19 ]ผลกระทบนี้เด่นชัดที่สุดในหมู่ชาวทิเบตที่อาศัยอยู่ในเทือกเขาหิมาลัยที่ระดับความสูงประมาณ 4,000 เมตรเหนือระดับน้ำทะเล ซึ่งสภาพแวดล้อมนั้นไม่สามารถทนได้สำหรับประชากรมนุษย์กลุ่มอื่นเนื่องจากมีออกซิเจนในบรรยากาศน้อยกว่า 40%
การศึกษาโดยUC Berkeleyระบุปัจจัยทางพันธุกรรมมากกว่า 30 ปัจจัยที่ทำให้ร่างกายของชาวทิเบตเหมาะสมกับระดับความสูง รวมถึง EPAS1 [ 20 ]ชาวทิเบตไม่ประสบปัญหาสุขภาพที่เกี่ยวข้องกับโรคแพ้ความสูงแต่กลับผลิตเม็ดสีในเลือด ( ฮีโมโกลบิน ) ในระดับต่ำซึ่งเพียงพอต่อออกซิเจนน้อยลง มีหลอดเลือดที่ซับซ้อนมากขึ้น[ 21 ]มีอัตราการเสียชีวิตของทารกต่ำกว่า[ 22 ]และมีน้ำหนักแรกเกิดมากกว่า[ 23 ]
EPAS1 มีประโยชน์ในที่สูงในฐานะการตอบสนองการปรับตัวในระยะสั้น อย่างไรก็ตาม EPAS1 ยังอาจทำให้เกิดการผลิตเม็ดเลือดแดงมากเกินไป ซึ่งนำไปสู่โรคแพ้ความสูงเรื้อรังที่อาจถึงแก่ความตายและลดความสามารถในการสืบพันธุ์ การกลายพันธุ์บางอย่างที่เพิ่มการแสดงออกของ EPAS1 เกี่ยวข้องกับความดันโลหิตสูงและโรคหลอดเลือดสมองที่เพิ่มขึ้นในระดับความสูงต่ำ โดยมีอาการคล้ายกับโรคแพ้ความสูง ประชากรที่อาศัยอยู่ในที่สูงอย่างถาวรจะประสบกับการคัดเลือก EPAS1 สำหรับการกลายพันธุ์ที่ลดผลกระทบเชิงลบต่อความเหมาะสมทางชีวภาพของการผลิตเม็ดเลือดแดงมากเกินไป[ 19 ]
เบลซูติฟานเป็นสารยับยั้ง HIF-2α ซึ่งเป็นยาที่ได้รับการอนุมัติในสหรัฐอเมริกา สหราชอาณาจักร และสหภาพยุโรป
Casdatifanเป็นสารยับยั้ง HIF-2α อีกตัวหนึ่งที่กำลังอยู่ระหว่างการทดลองทางคลินิกระยะที่ 3 สำหรับมะเร็งเซลล์ไตชนิดเซลล์ใส ขั้นสูง [ 24 ] [ 25 ]
ปฏิสัมพันธ์
EPAS1 ได้รับการแสดงให้เห็นว่าโต้ตอบกับตัวส่งสัญญาณนิวเคลียร์ของตัวรับไฮโดรคาร์บอนอะริล[ 26 ]และARNTL [ 27 ]
อ่านเพิ่มเติม
- Brahimi-Horn MC, Pouysségur J (2005). ปัจจัยเหนี่ยวนำภาวะขาดออกซิเจนและการลุกลามของเนื้องอกตามเส้นทางการสร้างหลอดเลือดใหม่วารสารนานาชาติว่าด้วยเซลล์วิทยา เล่มที่242 หน้า157–213 doi : 10.1016/S0074-7696(04)42004- X ISBN 978-0-12-364646-0. PMID 15598469 .
- Haase VH (สิงหาคม 2549). "ปัจจัยที่เหนี่ยวนำโดยภาวะขาดออกซิเจนในไต" . American Journal of Physiology. Renal Physiology . 291 (2): F271-81. doi : 10.1152/ajprenal.00071.2006 . PMC 4232221 . PMID 16554418 .
- Andersson B, Wentland MA, Ricafrente JY, Liu W, Gibbs RA (เมษายน 1996). "วิธีการ "อะแดปเตอร์คู่" สำหรับการสร้างไลบรารีช็อตกันที่ดีขึ้น" Analytical Biochemistry . 236 (1): 107– 13. doi : 10.1006/abio.1996.0138 . PMID 8619474 .
- Yu W, Andersson B, Worley KC, Muzny DM, Ding Y, Liu W และ คณะ (เมษายน 1997). "การจัดลำดับ cDNA แบบต่อกันขนาดใหญ่" . Genome Research . 7 (4): 353– 8. doi : 10.1101/gr.7.4.353 . PMC 139146 . PMID 9110174 .
- Ema M, Taya S, Yokotani N, Sogawa K, Matsuda Y, Fujii-Kuriyama Y (เมษายน 1997). "ปัจจัย bHLH-PAS ใหม่ที่มีลำดับคล้ายคลึงกับปัจจัยเหนี่ยวนำภาวะขาดออกซิเจน 1alpha ควบคุมการแสดงออกของ VEGF และอาจมีส่วนเกี่ยวข้องกับการพัฒนาปอดและหลอดเลือด" Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America . 94 (9): 4273– 8. Bibcode : 1997PNAS...94.4273E . doi : 10.1073/pnas.94.9.4273 . PMC 20712 . PMID 9113979 .
- Hogenesch JB, Gu YZ, Jain S, Bradfield CA (พฤษภาคม 1998). "MOP3 ที่เป็นออร์แฟนแบบเบสิก-เฮลิกซ์-ลูป-เฮลิกซ์-PAS สร้างคอมเพล็กซ์ที่มีฤทธิ์ในการถอดรหัสร่วมกับปัจจัยจังหวะชีวภาพและภาวะขาดออกซิเจน" Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America . 95 (10): 5474– 9. Bibcode : 1998PNAS...95.5474H . doi : 10.1073/pnas.95.10.5474 . PMC 20401. PMID 9576906 .
- Takahata S, Sogawa K, Kobayashi A, Ema M, Mimura J, Ozaki N และ คณะ (กรกฎาคม 1998). "การสร้างเฮเทอโรไดเมอร์ที่ออกฤทธิ์ในการถอดรหัสของโปรตีน PAS ที่คล้าย Arnt, Arnt3, กับ HIF-1a, HLF และ clock" Biochemical and Biophysical Research Communications . 248 (3): 789– 94. Bibcode : 1998BBRC..248..789T . doi : 10.1006/bbrc.1998.9012 . PMID 9704006 .
- Ema M, Hirota K, Mimura J, Abe H, Yodoi J, Sogawa K และ คณะ (เมษายน 1999). "กลไกโมเลกุลของการกระตุ้นการถอดรหัสโดย HLF และ HIF1alpha ในการตอบสนองต่อภาวะขาดออกซิเจน: การทำให้เสถียรและการโต้ตอบที่เหนี่ยวนำโดยสัญญาณรีดอกซ์กับ CBP/p300"วารสารEMBO . 18 (7): 1905– 14. doi : 10.1093/emboj/18.7.1905 . PMC 1171276 . PMID 10202154 .
- Cockman ME, Masson N, Mole DR, Jaakkola P, Chang GW, Clifford SC และ คณะ (สิงหาคม 2543) "การจับกับปัจจัยเหนี่ยวนำภาวะขาดออกซิเจนอัลฟาและการยูบิควิตินิเลชันโดยโปรตีนยับยั้งเนื้องอก von Hippel-Lindau"วารสารเคมีชีวภาพ 275 ( 33): 25733– 41. doi : 10.1074/jbc.M002740200 . PMID 10823831 .
- Maemura K, de la Monte SM, Chin MT, Layne MD, Hsieh CM, Yet SF และ คณะ (พฤศจิกายน 2000). "CLIF ซึ่งเป็นปัจจัยคล้ายวงจรชนิดใหม่ ควบคุมการแกว่งตัวของจังหวะชีวภาพของการแสดงออกของยีนยับยั้งการ ทำงานของพลาสมิโนเจน-1"วารสารชีวเคมี 275 (47): 36847– 51. doi : 10.1074/jbc.C000629200 . PMID 11018023 .
- Luo JC, Shibuya M (มีนาคม 2544). "ตัวแปรของสัญญาณระบุตำแหน่งนิวเคลียสแบบไบพาร์ไทต์จำเป็นสำหรับการเคลื่อนย้ายนิวเคลียสของปัจจัยเหนี่ยวนำภาวะขาดออกซิเจน (1alpha, 2alpha และ 3alpha)" Oncogene . 20 (12): 1435– 44. doi : 10.1038/sj.onc.1204228 . PMID 11313887 . S2CID 40330235 .
- Woods SL, Whitelaw ML (มีนาคม 2545). "กิจกรรมที่แตกต่างกันของ SIM1 และ SIM2 ในหนูต่อองค์ประกอบการตอบสนองต่อภาวะขาดออกซิเจน การสื่อสารข้ามระหว่างปัจจัยการถอดรหัสแบบเฮลิกซ์-ลูป-เฮลิกซ์/เพอร์-อาร์นท์-ซิม โฮโมโลจี"วารสารเคมีชีวภาพ 277 ( 12): 10236– 43. doi : 10.1074/jbc.M110752200 . PMID 11782478 .
- Lando D, Peet DJ, Whelan DA, Gorman JJ, Whitelaw ML (กุมภาพันธ์ 2545). "การไฮดรอกซิเลชันของแอสปาราจีนในโดเมนการกระตุ้นการทำงานของ HIF เป็นสวิตช์ภาวะขาดออกซิเจน" Science . 295 (5556): 858– 61. Bibcode : 2002Sci...295..858L . doi : 10.1126/science.1068592 . PMID 11823643 . S2CID 24045310 .
- Mole DR, Pugh CW, Ratcliffe PJ, Maxwell PH (2002). "การควบคุมเส้นทาง HIF: การไฮดรอกซิเลชันของเอนไซม์ของสารตกค้างโพรลีนที่อนุรักษ์ไว้ในหน่วยย่อยอัลฟาของปัจจัยเหนี่ยวนำภาวะขาดออกซิเจนควบคุมการจับโดยคอมเพล็กซ์ยูบิควิตินไลเกส pVHL E3" Advances in Enzyme Regulation . 42 : 333– 47. doi : 10.1016/S0065-2571(01)00037-1 . PMID 12123724 .
- Sivridis E, Giatromanolaki A, Gatter KC, Harris AL, Koukourakis MI (กันยายน 2545). "ความสัมพันธ์ของปัจจัยเหนี่ยวนำภาวะขาดออกซิเจน 1alpha และ 2alpha กับเส้นทางการสร้างหลอดเลือดที่ถูกกระตุ้นและการพยากรณ์โรคในผู้ป่วยมะเร็งเยื่อบุโพรงมดลูก" Cancer . 95 ( 5): 1055– 63. doi : 10.1002/cncr.10774 . PMID 12209691 . S2CID 72624677 .
- Elvert G, Kappel A, Heidenreich R, Englmeier U, Lanz S, Acker T และ คณะ (กุมภาพันธ์ 2546) "ปฏิสัมพันธ์แบบร่วมมือของปัจจัยเหนี่ยวนำภาวะขาดออกซิเจน-2อัลฟา (HIF-2alpha) และ Ets-1 ในการกระตุ้นการถอดรหัสของตัวรับปัจจัยการ เจริญเติบโตของหลอดเลือดเอนโดธีเลียม-2 (Flk-1)"วารสารชีวเคมี278 ( 9): 7520–30 . doi : 10.1074/jbc.M211298200 . PMID 12464608
- Sang N, Stiehl DP, Bohensky J, Leshchinsky I, Srinivas V, Caro J (เมษายน 2546). "การส่งสัญญาณ MAPK เพิ่มการทำงานของปัจจัยที่เหนี่ยวนำโดยภาวะขาดออกซิเจนโดยมีผลต่อ p300"วารสารชีวเคมี 278 ( 16 ): 14013– 9. doi : 10.1074/jbc.M209702200 . PMC 4518846 . PMID 12588875 .
ลิงก์ภายนอก
- EPAS1+โปรตีน+มนุษย์ ที่ หัวข้อทางการ แพทย์ (MeSH) ของหอสมุดแห่งชาติสหรัฐอเมริกา
บทความนี้ได้นำข้อความจากหอสมุดแห่งชาติสหรัฐอเมริกาด้านการแพทย์ มา ใช้ ซึ่งเป็นข้อมูลสาธารณะ