脳ミトコンドリアキャリアタンパク質1

SLC25A14
識別子
エイリアス	SLC25A14、溶質キャリアファミリー 25 (ミトコンドリアキャリア、脳)、メンバー 14、BMCP1、UCP5、溶質キャリアファミリー 25 メンバー 14
外部ID	オミム：300242; MGI : 1330823;ホモロジーン: 2937;ジーンカード：SLC25A14; OMA :SLC25A14 - オルソログ
遺伝子の位置（ヒト） クロ。 X染色体（ヒト）[1] バンド Xq26.1 始める 130,339,888 bp [1] 終わり 130,373,361 bp [1]
遺伝子の位置（マウス） クロ。 X染色体（マウス）[2] バンド X A5|X 25.69 cM 始める 47,712,290 bp [2] 終わり 47,751,171 bp [2]
RNA発現パターン ブギー 人間 マウス（相同遺伝子） トップの表現 二次卵母細胞 中側頭回 内皮細胞 ブロードマン領域23 精子 右子宮管 下垂体 下垂体前葉 鼻咽頭上皮 ブロードマン領域9 トップの表現 黒質 視索上核 嗅結節 背側線条体 視床下部室傍核 顔面運動核 外側中隔核 視交叉上核 弓状核 腹内側核 参照表現データの詳細 バイオGPS 参照表現データの詳細
遺伝子オントロジー 分子機能 膜貫通輸送体の活性 硫酸膜輸送活性 チオ硫酸膜輸送活性 オキサロ酢酸膜透過輸送活性 リンゴ酸膜輸送活性 コハク酸膜輸送活性 アンチポーター活性 細胞成分 膜 ミトコンドリアエンベロープ 膜の不可欠な構成要素 ミトコンドリア ミトコンドリア膜 細胞膜の不可欠な構成要素 ミトコンドリア内膜 生物学的プロセス 好気呼吸 ミトコンドリア輸送 膜輸送 プロトン膜輸送 硫酸輸送 チオ硫酸輸送 オキサロ酢酸輸送 リン酸イオン膜輸送 コハク酸膜輸送 リンゴ酸膜透過輸送 オキサロ酢酸(2-)膜透過輸送 硫酸膜輸送 出典:Amigo / QuickGO
オルソログ 種 人間 ねずみ エントレズ 9016 20523 アンサンブル ENSG00000102078 ENSMUSG00000031105 ユニプロット O95258 言語 RefSeq (mRNA) NM_001282195 NM_001282196 NM_001282197 NM_001282198 NM_003951 NM_022810 NM_001166450 NM_001290703 NM_001290704 NM_001290705 NM_011398 NM_001359136 RefSeq (タンパク質) NP_001269124 NP_001269125 NP_001269126 NP_001269127 NP_001159922 NP_001277632 NP_001277633 NP_001277634 NP_035528 NP_001346065 NP_001390179 NP_001390180 NP_001390181 NP_001390183 NP_001390185 NP_001390187 NP_001390188 NP_001390189 NP_001390190 NP_001390191 NP_001390192 NP_001390193 NP_001390194 場所 (UCSC) 染色体X: 130.34 – 130.37 Mb 染色体X: 47.71 – 47.75 Mb PubMed検索 [3] [4]
ウィキデータ
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脳ミトコンドリアキャリアタンパク質1は、ヒトではSLC25A14遺伝子によってコードされるタンパク質である。^{[5] [6]}

ミトコンドリア脱共役タンパク質 (UCP) は、ミトコンドリア陰イオン輸送タンパク質 (MACP) のより大きなファミリーのメンバーです。UCP は、熱として消散するエネルギー (ミトコンドリアプロトンリークとも呼ばれます) によって、酸化的リン酸化を ATP 合成から分離します。UCP は、ミトコンドリア内膜から外膜への陰イオンの移動と、外膜から内膜への陽子の移動を促進します。また、哺乳類細胞のミトコンドリア膜電位を低下させます。UCP ごとに組織特異性があり、UCP が H+/OH- を移動させる正確な方法はわかっていません。UCP には、MACP の 3 つの相同タンパク質ドメインが含まれています。この遺伝子は多くの組織で広く発現しており、最も多くが脳と精巣に発現しています。遺伝子産物には、他の UCP には存在しない N 末端疎水性ドメインがあります。この遺伝子には 2 つのスプライスバリアントが見つかっています。^[6]

ミトコンドリア脱共役タンパク質は、ヒトゲノムだけでなく、植物、原核生物、真菌、その他の真核生物（すべての哺乳類を含む）のゲノムでも重要な役割を果たしています。ヒトには 5 つの異なる脱共役タンパク質のアイソフォームがあり、それぞれの脱共役タンパク質はヒトの体内で独自の機能を持っていますが、いずれもゲノムに不可欠です。過去の研究では、酸化還元シグナル伝達の減少と特定の脱共役タンパク質が神経保護の役割を果たし、低酸素症、虚血、アルツハイマー病、パーキンソン病、統合失調症などの疾患を含む多くの神経変性疾患から保護できることが実証されています。

UCP1

UCP1 は齧歯類の一部で発見されましたが、主に乳児の褐色脂肪組織で発見され、エネルギー恒常性維持の役割を果たしています。UCP1 はミトコンドリア内膜にあります。体内の褐色脂肪組織は、酸化リン酸化からプロトン駆動力を放出することで低体温を防ぎます。このように、UCP1 は独立代謝と熱産生代謝の両方を制御します。UCP1 に関連する疾患には、2 型糖尿病や心臓代謝疾患などがあります。

UCP2 について

UCP2 は、脳、肺、腎臓、脾臓、心臓、骨格筋など、体全体でさまざまな機能を果たします。さらに、中枢神経系のいくつかの領域では、UCP2 mRNA の発現レベルが一貫して高くなっています。即時ニューロン、侵入または休眠中の単球、脈絡叢の細胞、および内皮細胞は、UCP2 mRNA レベルの上昇に関連しています。ミトコンドリア関連疾患は、2 型糖尿病誘発性ニューロン死、SCZ 肥満、炎症性疾患、がん、および脳虚血など、いくつかの神経変性疾患において神経保護作用があります (Kumar、2022)。ミトコンドリアの機能不全とシナプス可塑性の変化により、複数の疾患が UCP2 に関連しています。脳損傷後の脳の損傷領域では、UP2 の発現が上昇します。脳では、UCP2 の最終的な役割は、ニューロンの可塑性とニューロンの生存にあります。具体的には、脳虚血において、UCP2 は ROS 生成、神経炎症、ミトコンドリア電位、エネルギーバランス、神経内分泌機能、細胞死を制御することが研究で示唆されています。UCP2 のもう 1 つの重要な機能は、シナプス前末端の微小環境の温度を制御することです。研究によると、UCP2 はニューロンの活動とシナプス可塑性の増加に対するニューロンの生体エネルギー適応に不可欠です。その結果、さまざまな研究のデータから、UCP2 は神経疾患の治療における妥当な治療ターゲットであることが示唆されています 。UCP3

UCP3 は主に脂肪組織、肺、骨格筋で発現していますが、脳、腎臓、脾臓、心臓にも存在します。この UCP の機能は、安静時の代謝率を調節し、脂肪酸代謝を調節し、神経喪失を防ぐことで糖尿病性神経障害を予防し、細胞内のフリーラジカルレベルを制限し、ROS レベルを制限することです。また、UCP3 は 1 型糖尿病のリスクを軽減し、UCP がミトコンドリアを介した神経損傷を防ぐことを示しています (Kumar、2022)。3 アドレナリン受容体作動薬、食物摂取、寒冷への曝露など、エネルギーバランスの影響を受ける要素を制御する能力は、UCP 1、2、3 に共通しています。最後に、心血管疾患は UCP3 と関連しています。

UCP 4 および 5

中枢神経系は UCP 4 および 5 の主な発現部位であり、各 UCP には異なる機能があります。

UCP4 は、SH-SY5Y 神経芽細胞腫細胞におけるミトコンドリア複合体 II の活性を高め、脂肪酸酸化とインスリン感受性を高め、アストロサイトのミトコンドリア膜電位を低下させることで恒常性を維持し、それによってニューロンの生存をサポートします。UCP4 は、アルツハイマー病、パーキンソン病、スキペルフェリアなどの神経変性疾患、2 型糖尿病、および誘発性ニューロン死に関連しています (Kumar、2022)。UCP4 は、海馬、黒質、線条体などの脳領域にあります。

UCP5 は、ATP 合成、ミトコンドリア分極、アポトーシスの防止を増加させることで恒常性を制御します。また、ミトコンドリア膜の電位を維持し、SH-SY5Y 細胞における 1-メチル-4-フェニルピリジニウム MPP+ およびドーパミン毒性に対する酸化ストレスを軽減します。UCP5 はニューロンとアストロサイト細胞で発現し、ミトコンドリア脳キャリアタンパク質である BMCP1 です。UCP5 は、UCP4 と同様に老化および神経変性疾患に関連しています。

構造

前述のように、UCP の 5 つのアイソフォームの機能と分布はさまざまです。一部は、ヒト、ラット、マウスで同じ染色体上にあります。UCP1 は、染色体 4、19、8 上にあります。UCP2 は、染色体 11、1、7 上にあります。さらに、UCP2 は、UCP 1、3、4、5 と類似点があります。

神経変性疾患

世界中で、神経変性疾患は公衆衛生に深刻な脅威をもたらしています。酸化ストレス、神経炎症、エネルギー恒常性の不均衡とともに、ミトコンドリア機能障害が主な原因です。アルツハイマー病の発症における最も原始的で重大なイベントの 1 つは酸化ストレスです。活性酸素種と誘導性一酸化窒素合成酵素は主にミトコンドリアで生成され、アルツハイマー病ではこれが活性酸素種の生成を引き起こし、最終的に神経細胞死をもたらします (Kumar 2022)。グリア細胞に見られるグリア成熟因子は、UCP 2 および 4 のダウンレギュレーションと関連しています。グリア成熟因子として知られる炎症誘発性タンパク質は、アルツハイマー病のアミロイドプラークと神経原線維変化の近くで発見されています。これは、誘導性一酸化窒素合成酵素と NF-κB の発現に関連しています。

アルツハイマー病の脳のさまざまな領域で、GMF 発現が上昇しています。神経炎症は神経変性疾患の一因であることが示されており、UCP2 は脳障害の保護表現型に対する M1 および M2 可塑性の主な調節因子であることが確認されています。UCP 2 および 4 での活性酸素種の生成が増加すると、アポトーシスの可能性が高まり、アルツハイマー病が発症します。

パーキンソン病は、通常、60歳以上の成人に発症しますが、研究によると、18歳から30歳の人の脳損傷がこの病気を引き起こす可能性があります。パーキンソン病の症例の90％以上は孤立性ですが、遺伝性は10％未満です。パーキンソン病の症状は、震え、動作の緩慢さ、バランス障害、およびパーキンソン病に伴うその他の障害です。この症状は、ドーパミン神経伝達物質の除去中にドーパミン作動性ニューロンが失われるために発生します。UCP4はカルシウム恒常性の潜在的な調節因子であるため、酸化ストレスを軽減し、神経細胞の死を止めるカルシウムチャネルをブロックすると、ミトコンドリアでのカルシウム排泄が妨げられます。UCP5の産生が増加するため、プロトンの漏出と酸素消費が増加し、ミトコンドリアの電位とATP合成が低下します。

老化、低酸素症（脳の損傷）、2 型糖尿病は、UCP 2 および 4 に関係しています。老化した脳は神経変性疾患の危険因子であり、UCP2 の過剰発現は老化プロセスを停止させ、ニューロンの損失を止めることができます。低酸素症は、組織内の酸素が減少すると発生し、認知障害を引き起こします。UCP4 レベルは、人間の環境暴露に反応して上昇し、脳を損傷から保護します。アポトーシスは脳虚血に寄与し、カルシウム恒常性、フリーラジカル放出、活性酸素種（ROS）の形成、エネルギー代謝に必要です。さらなる研究が現在も行われていますが、研究では UCP1 と UCP2 が 2 型糖尿病に関連していることが示されています。

• 溶質輸送体ファミリー
• 脱共役タンパク質

この記事には、パブリック ドメインである米国国立医学図書館のテキストが組み込まれています。