Rab11a,全名为Ras相关的GTP结合蛋白11A,是Rab蛋白家族的成员之一。Rab蛋白是一类小分子GTP酶,它们在细胞内膜转运过程中发挥着关键的调节作用。Rab11a主要定位于细胞内的回收内体上,参与调控多种细胞功能,包括细胞极性、细胞内吞作用、细胞分裂以及细胞信号转导等。
Rab11a在多种生物学过程中发挥着重要作用。例如,在急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的发病机制中,单细胞RNA测序研究发现,ARDS患者的单核细胞中Rab11a的表达水平升高。Rab11a的升高抑制了中性粒细胞的清除作用,可能与ARDS的病理过程有关[1]。此外,Rab11a还在痛觉传导中发挥重要作用。在由完全弗氏佐剂(CFA)诱导的大鼠口面部炎症疼痛模型中,Rab11a的表达升高,并且抑制Rab11a的表达可以减轻疼痛反应,提示Rab11a可能是治疗口面部疼痛的潜在靶点[2]。
在神经发育和癫痫性脑病(DEE)中,Rab11a基因的突变与疾病的发生有关。研究发现,DEE患者中存在Rab11a基因的de novo突变,这些突变可能导致智力障碍和发育迟缓等临床表现[3]。此外,Rab11a还在调节星形胶质细胞钙信号传导中发挥作用。在活体小鼠中,抑制星形胶质细胞的钙信号传导会导致重复性行为的发生,而Rab11a的调节作用可能与这一过程有关[4]。
Rab11a和Rab11b是Rab11家族的两个同源异构体,它们在细胞分裂过程中发挥重要作用。研究发现,Rab11a和Rab11b的缺失会导致细胞周期进入异常和细胞分裂受阻,最终导致细胞凋亡和胚胎死亡[5]。这表明Rab11a和Rab11b在维持肠道上皮细胞分裂和细胞稳态中发挥重要作用。
Rab11a的突变与神经发育障碍有关,如智力障碍、发育迟缓、步态异常、肌张力低下、脑部MRI异常、视觉异常、面部畸形、早熟和肥胖等[6]。这些发现进一步证实了Rab11a在神经发育中的重要作用。
在卵巢癌中,Rab11a的表达水平升高,并且通过诱导自噬促进卵巢癌的恶性进展[7]。此外,Rab11a还在胰腺癌中发挥重要作用,通过GSK3β/Wnt/β-catenin信号通路促进肿瘤的进展[8]。
综上所述,Rab11a是一种重要的Rab蛋白,参与调控多种细胞功能,包括细胞极性、细胞内吞作用、细胞分裂以及细胞信号转导等。Rab11a在多种疾病中发挥重要作用,包括急性呼吸窘迫综合征、痛觉传导、神经发育和癫痫性脑病、卵巢癌和胰腺癌等。深入研究Rab11a的生物学功能和疾病发生机制,有助于为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Jiang, Yale, Rosborough, Brian R, Chen, Jie, Chen, Wei, Ray, Prabir. 2020. Single cell RNA sequencing identifies an early monocyte gene signature in acute respiratory distress syndrome. In JCI insight, 5, . doi:10.1172/jci.insight.135678. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32554932/
2. Liu, Miaomiao, Li, Xin, Wang, Jian, Liu, Xin, Li, Weixin. 2023. Identification and validation of Rab11a in Rat orofacial inflammatory pain model induced by CFA. In Neurochemistry international, 168, 105550. doi:10.1016/j.neuint.2023.105550. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37268020/
3. Hamdan, Fadi F, Myers, Candace T, Cossette, Patrick, Minassian, Berge A, Michaud, Jacques L. . High Rate of Recurrent De Novo Mutations in Developmental and Epileptic Encephalopathies. In American journal of human genetics, 101, 664-685. doi:10.1016/j.ajhg.2017.09.008. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29100083/
4. Yu, Xinzhu, Taylor, Anna M W, Nagai, Jun, Coppola, Giovanni, Khakh, Baljit S. 2018. Reducing Astrocyte Calcium Signaling In Vivo Alters Striatal Microcircuits and Causes Repetitive Behavior. In Neuron, 99, 1170-1187.e9. doi:10.1016/j.neuron.2018.08.015. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30174118/
5. Joseph, Ivor, Flores, Juan, Farrell, Victoria, Goldenring, James R, Gao, Nan. 2023. RAB11A and RAB11B control mitotic spindle function in intestinal epithelial progenitor cells. In EMBO reports, 24, e56240. doi:10.15252/embr.202256240. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37424454/
6. Borroto, Maria Carla, Patel, Heena, Srivastava, Siddharth, Rossignol, Elsa, Campeau, Philippe M. 2024. Cohort Expansion and Genotype-Phenotype Analysis of RAB11A-Associated Neurodevelopmental Disorder. In Pediatric neurology, 160, 45-53. doi:10.1016/j.pediatrneurol.2024.07.010. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39181022/
7. Wang, Yazhuo, Ren, Yanan, Li, Na, Zhao, Jing, Zhao, Sufen. 2022. Rab11a promotes the malignant progression of ovarian cancer by inducing autophagy. In Genes & genomics, 44, 1375-1384. doi:10.1007/s13258-022-01314-0. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36125654/
8. Buck, Thilo M, Quinn, Peter M J, Pellissier, Lucie P, Jost, Carolina R, Wijnholds, Jan. 2023. CRB1 is required for recycling by RAB11A+ vesicles in human retinal organoids. In Stem cell reports, 18, 1793-1810. doi:10.1016/j.stemcr.2023.07.001. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37541258/