FGF13:欣欣向荣的调控分子
2023-02-02
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成纤维细胞生长因子13(FGF13)是FGF11亚家族成员,调节电压门控钠离子通道的运输和功能,在大脑皮层和海马体的神经元极化和迁移中起着至关重要的作用,同时与微管蛋白结合参与微管聚合和稳定。

FGF13:欣欣向荣的调控分子

(数据来源AlphaFold)

FGF13由208个氨基酸组成,属于胞内非分泌型蛋白,主功能域为全长区段,其中在N端和C端分别包含一段无序结构,N端主要涉及核定位,另外还有一处氨基酸磷酸化位点修饰。

FGF13:欣欣向荣的调控分子(数据来源Uniprot)

FGF13在物种间的保守性很高,序列差异很小。

FGF13:欣欣向荣的调控分子

和同亚家族其他成员类似,FGF13最初被发现是电压门控Na+通道的有效调节剂,而且还影响 Ca2+通道及其功能,FGF13可能通过一种新的双离子通道机制导致心律失常。

FGF13:欣欣向荣的调控分子

(数据来源Hennessey JA, et al. Circ Res. 2013)

进一步研究发现FGF13还可以通过控制小窝外壳蛋白(cavin1)在肌膜和胞质溶胶之间的相对分布,降低细胞膜穴样内陷丰度,增加了压力超负荷引起的心脏功能障碍风险,FGF13确立为细胞膜穴样内陷介导的机械保护和适应性肥大信号传导的负调节剂。

FGF13:欣欣向荣的调控分子

(数据来源Wei EQ, et al. Proc Natl Acad Sci U S A. 2017)

而另一层机制还表明:FGF13通过其核定位序列直接与p65相互作用,并在心肌肥大中与细胞核中的p65共定位,并调节NF-κB活化,促进病理性心脏肥大。以上的系列探索揭示了FGF13在心肌细胞调控中的复杂重要作用。

FGF13:欣欣向荣的调控分子

(数据来源Jia S, et al. iScience. 2020)

另外FGF13与皮层神经元生长锥中的微管相关:其FGF13B亚型是一种微管稳定蛋白,调节轴突和前导过程发育和神经元迁移,而FGF13缺乏的小鼠在皮质发育、学习和记忆方面表现出缺陷,说明FGF13在神经发生中具有重要调节功能。 

FGF13:欣欣向荣的调控分子

(数据来源Wu QF, et al. Cell. 2012)

在21年的相关报道中印证了上述论断:FGF13A(FGF13的核亚型异构体)参与了神经干细胞的维持和出生后海马体(海马体是哺乳动物大脑中的两个壁龛之一,其神经发生持续到成年期。海马神经干细胞(NSCs)的神经生成能力随着年龄的增长而下降)发育过程中神经元分化的抑制,同时FGF13B(FGF13的胞浆定位异构体)在神经干细胞分化过程中上调,正常的海马发育需要不同异构体的协同作用。

FGF13:欣欣向荣的调控分子

(数据来源Yang QQ, et al. Cell Rep. 2021)

FGF13作为维持出生后海马神经干细胞自我更新和神经发生能力的重要调节因子,其基因突变易导致导致先天性智力障碍,为临床上智力障碍疾病的早期筛查提供了新的致病位点,同时也为基因治疗提供了潜在靶标。

FGF13:欣欣向荣的调控分子

(数据来源Pan X, et al. Elife. 2021)

FGF13在神经元干细胞和电压门控钠离子通道的双重调控作用中,也引出了其他有趣的研究:FGF13可以稳定微管以调节背根神经节神经元中的钠通道功能从而调节炎症性疼痛。

FGF13:欣欣向荣的调控分子

(数据来源Wang Q, et al. J Adv Res. 2020)

在周围神经系统中FGF13与电压门控钠通道Na V 1.7相互作用介导瘙痒感,靶向瘙痒敏感分子对由瘙痒引起的抓挠在慢性瘙痒疾病中带来严重的组织损伤治疗干预中至关重要,FGF13提供了一种潜在的抑制剂靶标。

FGF13:欣欣向荣的调控分子

(数据来源Dong F, et al. J Neurosci. 2020)

最新关于FGF13的研究发现,FGF13可通过对Parkin的动态调控监管肾小球内皮(GECs)的线粒体稳态环节,从而参与调控糖尿病肾病(DKD)进展,挖掘出FGF13可作为预防和控制糖尿病肾病的潜在治疗靶点。

FGF13:欣欣向荣的调控分子

(数据来源Sun J, et al. Diabetes. 2023)

围绕FGF13的整体研究涉及面很广,主要从电压门控钠通道和神经元调控两个方面发散,当然还涵盖了其他在不同肿瘤疾病进展中的调控发现,这里就不一一列举,希望对FGF13的研究发现早日能应用于临床,造福病患。

 

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