Shc1基因编码的蛋白质是一类细胞内信号转导适配蛋白,在多种生物学过程中发挥着关键作用。Shc1基因产物存在三种功能上有所区别的异构体:p46Shc、p52Shc和p66Shc。这些异构体作为细胞内适配蛋白,参与多条关键的信号转导通路,如Ras-MAPK和PI3K/AKT通路,从而调控细胞增殖、分化和凋亡等过程。Shc1基因的突变或异常表达与多种疾病的发生发展密切相关,包括癌症、炎症性疾病和衰老等。
在克罗恩病(CD)的研究中,氧化应激被认为是一个关键的病理生理机制。Xu等人[1]通过多组学数据整合和Mendelian随机化(SMR)分析,发现Shc1基因在CD患者肠道上皮细胞中表达上调,并被确定为CD的候选致病基因。此外,研究还发现Shc1基因的表达受DNA甲基化和宿主-微生物组相互作用调控,提示Shc1基因可能在CD的发生发展中发挥重要作用。
MIG6是一种在血管内皮细胞中广泛表达的适配蛋白。Liu等人[2]研究发现,MIG6通过与Shc1结合并抑制其磷酸化,发挥抗血管生成作用。MIG6的缺失或抑制会促进血管生成,而MIG6的过表达则抑制病理性血管生成。这一发现表明Shc1基因在血管生成过程中发挥重要作用,可能成为抗血管生成治疗的潜在靶点。
Shc1基因与长寿的关系也引起了研究者的关注。Mooijaart等人[3]发现,Shc1基因的Met(410)Val多态性与人类长寿相关,Met/Val基因型个体与Met/Met基因型个体相比,死亡风险降低。然而,Kamei等人[6]在日本人群中进行的关联分析结果显示,Shc1基因的多态性对长寿没有显著影响。这些研究结果提示Shc1基因与长寿的关系可能存在种族差异。
Shc1基因在肿瘤发生发展中也发挥重要作用。Shi等人[4]研究发现,HER2-SHCBP1-PLK1轴的异常激活与胃癌细胞的有丝分裂和耐药性相关。Shc1基因的蛋白产物与SHCBP1结合,参与HER2信号通路的激活。抑制SHCBP1-PLK1相互作用可以抑制HER2阳性胃癌的生长,为胃癌的治疗提供了新的策略。
此外,Shc1基因的表达还受到环境因素的影响。Hong等人[5]研究发现,在酵母菌中,Shc1基因的表达受到环境pH值的影响,其在碱性pH条件下表达上调,并在酵母菌适应碱性环境过程中发挥重要作用。
Shc1基因在非梗阻性无精子症(NOA)的诊断和预后中也有潜在价值。Pan等人[7]研究发现,Shc1基因在NOA患者的睾丸组织中表达上调,并与内皮细胞和Leydig细胞的分布相关。Shc1基因的表达水平可以作为NOA诊断和预后的生物标志物。
Shc1基因的表达还受到微小RNA(miRNA)的调控。Mo等人[8]研究发现,miR452可以直接结合Shc1基因的3'-UTR区域,下调Shc1基因的表达。Shc1基因的表达下调与结直肠癌和结肠炎的发生发展相关。
Shc1基因在自身免疫性疾病中也发挥重要作用。Wu等人[9]研究发现,中药附子汤通过调节Ahr/LOC101928120/SHC1通路,抑制类风湿性关节炎(RA)的发生发展。Shc1基因的表达下调与RA的治疗效果相关。
最近的研究发现,Shc1基因的p52异构体在乳腺癌的发病机制中发挥关键作用。Wright等人[10]通过基因编辑技术,构建了p52Shc和p66Shc基因敲除小鼠模型,发现p52Shc基因的敲除显著抑制了乳腺肿瘤的形成,而p66Shc基因的敲除没有明显影响。这些结果提示p52Shc可能是Shc1基因产物在乳腺癌中的致癌性异构体。
综上所述,Shc1基因及其编码的蛋白质在多种生物学过程中发挥着重要作用,包括信号转导、细胞增殖、分化和凋亡等。Shc1基因的突变或异常表达与多种疾病的发生发展密切相关,包括癌症、炎症性疾病和衰老等。此外,Shc1基因的表达受到DNA甲基化、宿主-微生物组相互作用和环境因素的影响。深入研究Shc1基因的生物学功能和调控机制,有助于揭示疾病的发生发展机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Xu, Shu, Li, Xiaozhi, Zhang, Shenghong, Feng, Rui, Chen, Minhu. 2023. Oxidative stress gene expression, DNA methylation, and gut microbiota interaction trigger Crohn's disease: a multi-omics Mendelian randomization study. In BMC medicine, 21, 179. doi:10.1186/s12916-023-02878-8. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37170220/
2. Liu, Lixian, Xing, Liying, Chen, Rongyuan, Lee, Chunsik, Li, Xuri. 2021. Mitogen-Inducible Gene 6 Inhibits Angiogenesis by Binding to SHC1 and Suppressing Its Phosphorylation. In Frontiers in cell and developmental biology, 9, 634242. doi:10.3389/fcell.2021.634242. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33693003/
3. Mooijaart, Simon P, van Heemst, Diana, Schreuder, Jeroen, Eline Slagboom, P, Westendorp, Rudi G J. . Variation in the SHC1 gene and longevity in humans. In Experimental gerontology, 39, 263-8. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15036421/
4. Shi, Wengui, Zhang, Gengyuan, Ma, Zhijian, Sun, Hui, Jiao, Zuoyi. 2021. Hyperactivation of HER2-SHCBP1-PLK1 axis promotes tumor cell mitosis and impairs trastuzumab sensitivity to gastric cancer. In Nature communications, 12, 2812. doi:10.1038/s41467-021-23053-8. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33990570/
5. Hong, S K, Han, S B, Snyder, M, Choi, E Y. . SHC1, a high pH inducible gene required for growth at alkaline pH in Saccharomyces cerevisiae. In Biochemical and biophysical research communications, 255, 116-22. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10082665/
6. Kamei, Hidehiko, Adati, Naoki, Arai, Yasumichi, Sakaki, Yoshiyuki, Kojima, Toshio. 2003. Association analysis of the SHC1 gene locus with longevity in the Japanese population. In Journal of molecular medicine (Berlin, Germany), 81, 724-8. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/14530863/
7. Pan, Yang, Chen, Xiangyu, Zhou, Hang, Liu, Li, Liu, Xiaoqiang. 2024. Identification and validation of SHC1 and FGFR1 as novel immune-related oxidative stress biomarkers of non-obstructive azoospermia. In Frontiers in endocrinology, 15, 1356959. doi:10.3389/fendo.2024.1356959. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39391879/
8. Mo, Ji-Su, Lamichhane, Santosh, Yun, Ki-Jung, Chae, Soo-Cheon. 2023. MicroRNA 452 regulates SHC1 expression in human colorectal cancer and colitis. In Genes & genomics, 45, 1295-1304. doi:10.1007/s13258-023-01432-3. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37523129/
9. Wu, Dan, Li, Xi, Liu, Jun, Hu, Can, Li, Jiefang. . Wutou decoction attenuates rheumatoid arthritis by modulating the Ahr/LOC101928120/SHC1 pathway. In Pharmaceutical biology, 59, 811-822. doi:10.1080/13880209.2021.1941131. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34184948/
10. Wright, Kevin D, Miller, Bradley S, El-Meanawy, Sarah, Flister, Michael J, Sorokin, Andrey. 2019. The p52 isoform of SHC1 is a key driver of breast cancer initiation. In Breast cancer research : BCR, 21, 74. doi:10.1186/s13058-019-1155-7. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31202267/