瞬时受体电位阳离子通道,亚族 V,成员 5;TRPV5

上皮钙通道 1;ECAC1
钙转运蛋白2;CAT2

HGNC 批准的基因符号:TRPV5

细胞遗传学定位:7q34 基因组坐标(GRCh38):7:142,908,101-142,933,746(来自 NCBI)

▼ 说明

体内Ca(2+)的维持对于许多生理功能至关重要,包括神经元兴奋性、肌肉收缩和骨形成。骨骼是体内Ca(2+)的主要储存场所,与肾、肠协同调节全身Ca(2+)平衡。TRPV5和TRPV6(606680)属于TRP钙通道超家族成员,分别是肾脏和肠道跨上皮Ca(2+)转运的看门人。此外,TRPV5在骨吸收中的跨细胞Ca(2+)转运中发挥作用(van der Eerden et al., 2005)。

▼ 克隆与表达

Muller等(2000)通过以兔Ecac序列为探针的EST数据库检索,肾皮质RT-PCR、5-prime和3-prime RACE、长程PCR,获得编码TRPV5的cDNA,他们称之为 ECAC1。推导的 729 个氨基酸的 TRPV5 蛋白与兔 Ecac 蛋白有 84% 同源性。它包含 6 个跨膜结构域,在结构域 5 和 6 之间有一个假定的成孔区域、多个潜在的磷酸化位点、一个 N 连接糖基化位点和 3 个锚蛋白重复序列​​。cDNA文库的PCR分析检测到TRPV5在肾、十二指肠、空肠和胰腺中大量表达,在睾丸、前列腺、胎盘、脑、结肠和直肠中表达较低。

Peng等人(2001)克隆了TRPV5,他们将其称为CAT2。TRPV5 与 CAT1(TRPV6)有 76% 的相同性。定量PCR分析检测到TRPV5在胎盘和肾脏中低水平表达,但在肠道中未检测到表达。

▼ 基因功能

Peng et al.(2001)确定TRPV5比TRPV6介导更大的钙吸收。他们得出的结论是,TRPV5 和 TRPV6 是钙选择性通道,并且具有共同的祖先基因。

Suzuki et al.(2002)鉴定出位于ECAC通道第六跨膜段附近的假定胞质区域中的单个氨基酸,该氨基酸参与蛋白质结构并参与细胞内Ca(2+)的快速反馈调节。ECAC1的gln579和ECAC2中相应残基his587的突变分析表明,这些残基影响Ca(2+)电流的快速衰减速率,但不影响Ca(2+)电流的幅度或慢速衰减。

Chang等(2005)报道TRPV5受到哺乳动物激素klotho(604824)的刺激。Klotho 是一种 β-葡萄糖醛酸酶,可水解 TRPV5 上的细胞外糖残基,捕获质膜中的通道。这可以维持肾脏中持久的钙通道活性和膜钙通透性。因此,Chang等人(2005)得出结论,klotho通过水解其胞外N-连接寡糖来激活细胞表面通道。

van der Eerden et al.(2005)利用PCR发现TRPV5和其他参与跨细胞钙转运的基因在小鼠股骨、2种不同的人类股骨头活检组织、小鼠和人类破骨细胞中表达,但在成骨细胞中不表达。小鼠破骨细胞的免疫组织化学分析显示,Trpv5 主要定位于褶皱边界膜。

van de Graaf et al.(2006)通过酵母2-杂交筛选、pull-down和免疫共沉淀分析表明小鼠Bspry(619683)与Trpv5有相互作用。小鼠Bspry的表达显着抑制表达Trpv5的MDCK细胞汇合层中Trpv5介导的Ca(2+)内流。1-α-OHase(CYP27B1)分析;609506)-基因敲除小鼠发现 Bspry 表达受到促钙激素维生素 D3 的反向调节。作者得出的结论是,Bspry 是维生素 D3 的靶标,并且充当 Trpv5 的负调节剂。

▼ 基因结构

Muller等(2000)通过基因组序列分析确定TRPV5基因含有16个外显子,跨度25 kb。5-prime 侧翼区域有 4 个假定的维生素 D3 响应元件,转录起始位点位于 -92 和 -13 位。通过基因组序列分析,Peng等(2001)确定Muller等(2000)报道的TRPV5基因的第4和第5外显子包含在单个外显子内,这表明TRPV5与TRPV6一样仅包含15个外显子。

▼ 测绘

Muller等(2000)通过辐射杂交分析将TRPV5基因定位到染色体7q31.1-q31.2。Muller et al.(2000)利用FISH将定位修改为7q35。

▼ 动物模型

Hoenderop et al.(2003)通过消除小鼠体内的Trpv5基因,研究了这种新的Ca(2+)通道在维持Ca(2+)平衡中的功能。他们证明,缺乏Trpv5的小鼠尽管维生素D水平提高,但活性Ca(2+)重吸收却减少,导致严重的高钙尿症。体内微穿刺​​实验表明,Ca(2+)重吸收在远端回旋的早期部分发生故障,而这正是Trpv5所在的位置。在Trpv5基因敲除小鼠中测量了膳食Ca(2+)的代偿性过度吸收。基因敲除小鼠表现出明显的骨结构紊乱,包括小梁骨和皮质骨厚度减少。这些数据证明了TRPV5在主动Ca(2+)重吸收中的关键功能及其在Ca(2+)稳态中的重要作用。

Van der Eerden等(2005)发现Trpv5 -/- 小鼠的骨切片与野生型小鼠相比,破骨细胞数量和破骨细胞面积增加,而尿骨吸收标志物脱氧吡啶啉减少。在体外骨髓培养系统中,与野生型小鼠相比,Trpv5 -/- 小鼠的破骨细胞数量和每个破骨细胞的细胞核数量有所增加。然而,Trpv5 -/- 小鼠的破骨细胞培养物中几乎不存在骨吸收,这支持了体内观察到的骨吸收受损。Van der Eerden et al.(2005)得出结论,TRPV5缺陷导致破骨细胞大小和数量增加,其中钙吸收功能丧失。

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