基因NANS,也称为N-乙酰神经氨酸合成酶,是编码N-乙酰神经氨酸(NeuNAc;唾液酸)合成酶的基因。唾液酸是一种九碳的糖类化合物,广泛存在于动物细胞表面糖蛋白和糖脂的末端残基上,参与细胞识别、信号传导和细胞间相互作用等生物学过程。NANS在唾液酸的生物合成途径中发挥关键作用,其功能缺失会导致唾液酸代谢障碍,进而影响细胞生长、发育和疾病发生。
NANS基因的功能缺失与多种疾病相关。例如,van Karnebeek等人发现,NANS基因的双等位基因突变与婴儿期严重发育迟缓和骨骼发育不良相关[2]。这些患者体内唾液酸合成减少,导致细胞表面糖蛋白和糖脂的唾液酸化水平降低,影响细胞功能和生长发育。此外,NANS基因的表达异常还与某些癌症的发生发展相关。例如,Quan等人发现,NANS基因的表达水平与前列腺癌的Gleason评分相关,提示NANS基因可能在前列腺癌的发生发展中发挥重要作用[3]。
除了在人类疾病中的作用外,NANS基因在其他生物中也具有重要的功能。例如,Awad等人发现,NANS基因编码的唾液酸酶NanS能够增强梭菌产生的毒素对宿主组织的毒性[1]。此外,Rangel等人发现,NANS基因编码的唾液酸O-乙酰酯酶在细菌中具有广泛的多样性,参与细菌与宿主的相互作用[4]。这些研究表明,NANS基因不仅在人类中具有重要的生物学功能,在其他生物中也发挥着重要的作用。
目前,针对NANS基因的研究主要集中在以下几个方面:
1. NANS基因的突变与疾病的相关性研究。通过研究NANS基因的突变与不同疾病的相关性,可以深入了解NANS基因在疾病发生发展中的作用机制,为疾病的诊断和治疗提供新的思路和策略。
2. NANS基因的表达调控机制研究。通过研究NANS基因的表达调控机制,可以深入了解唾液酸的生物合成途径,为唾液酸代谢障碍的预防和治疗提供新的思路和策略。
3. NANS基因在其他生物中的功能研究。通过研究NANS基因在其他生物中的功能,可以深入了解唾液酸在生物体内的作用机制,为生物学和医学研究提供新的思路和策略。
总之,基因NANS在唾液酸的生物合成途径中发挥关键作用,其功能缺失与多种疾病相关。深入研究NANS基因的功能和调控机制,有助于揭示唾液酸在生物学和医学中的重要作用,为疾病的诊断和治疗提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Awad, Milena M, Singleton, Julie, Lyras, Dena. 2016. The Sialidase NanS Enhances Non-TcsL Mediated Cytotoxicity of Clostridium sordellii. In Toxins, 8, . doi:10.3390/toxins8060189. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27322322/
2. van Karnebeek, Clara D M, Bonafé, Luisa, Wen, Xiao-Yan, Wevers, Ron A, Superti-Furga, Andrea. 2016. NANS-mediated synthesis of sialic acid is required for brain and skeletal development. In Nature genetics, 48, 777-84. doi:10.1038/ng.3578. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27213289/
3. Quan, Yongjun, Zhang, Hong, Wang, Mingdong, Ping, Hao. 2023. Visium spatial transcriptomics reveals intratumor heterogeneity and profiles of Gleason score progression in prostate cancer. In iScience, 26, 108429. doi:10.1016/j.isci.2023.108429. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38077153/
4. Rangel, Ariel, Steenbergen, Susan M, Vimr, Eric R. 2016. Unexpected Diversity of Escherichia coli Sialate O-Acetyl Esterase NanS. In Journal of bacteriology, 198, 2803-9. doi:10.1128/JB.00189-16. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27481927/