ペトロミゾンマリヌスにおける13A2分子を輸送するATPase陽イオンの予測と汎癌分析は、進化の観点からヒト腫瘍へ

ミトコンドリアとリソソームの恒常性を維持する13A2タンパク質（ATP13A2）を輸送するATPase陽イオンは、ヒトの神経変性疾患と癌において重要な役割を果たします。ヤツメウナギのプロテオームデータベースを構築し、複数のシーケンスアライメントと系統発生分析を使用して、進化の観点に基づいてペトロミゾンマリヌス（PM-ATP13A2）の5つのATP13A2タンパク質が同定されました。モチーフおよびドメイン分析は、ATP13A2タンパク質が保存されていることを示しました。複数のリン酸化部位と膜貫通構造は、P-ATPase-V陽イオン輸送タンパク質としてのATP13A2の特性を強調しました。がんゲノムアトラス（TCGA）および遺伝子発現オムニバス（GEO）データベースによって提供された情報に基づいて、この研究は、さまざまな腫瘍におけるATP13A2遺伝子の発がん効果の予備調査として実施されました。ATP13A2は、2種類の神経系腫瘍多形性膠芽腫（GBM）と脳低悪性度神経膠腫（LGG）を除き、ほとんどの腫瘍で強く発現しました。さらに、ATP13A2の発現は、腫瘍患者の予後と強く相関していました。ATP13A2の高発現は、明らかにLGGの予後不良に関連していました。LGG患者の予後不良は、免疫細胞と放射線療法を介してATP13A2発現に影響を与える可能性があります。また、癌関連の線維芽細胞浸潤が観察されました。全体として、この作業は、ATP13A2タンパク質の分子進化に関するより多くの洞察を提供し、異なる腫瘍におけるATP13A2の発がん効果の理解を促進します。また、私たちの議論は、脊椎動物の脳の成功した進化と臨床脳関連疾患のメカニズムに関する研究を促進しています。

The ATPase cation transporting 13A2 protein (ATP13A2), which maintains the homeostasis of mitochondria and lysosomes, plays a significant role in human neurodegenerative diseases and cancer. Through constructing a lamprey proteome database, employing multiple sequence alignment and phylogenetic analysis, 5 ATP13A2 proteins from Petromyzon marinus (Pm-ATP13A2) were identified based on the evolutionary perspective. The motif and domain analysis showed that the ATP13A2 protein was conserved. The multiple phosphorylation sites and transmembrane structures highlighted the characteristics of ATP13A2 as the P-ATPase-V cation transporting protein. Based on the information provided by the Cancer Genome Atlas (TCGA) and Gene Expression Omnibus (GEO) databases, this study was conducted as a preliminary investigation of the carcinogenic effects of the ATP13A2 gene in a variety of tumors. The ATP13A2 was strongly expressed in most tumors, except in two types of nervous system tumors glioblastoma multiforme (GBM) and brain lower grade glioma (LGG). Moreover, the expression of ATP13A2 was strongly correlated with the prognosis of tumor patients. The high expression of ATP13A2 was obviously related to the poor prognosis of LGG. The poor prognosis of LGG patients may affect the ATP13A2 expression through the immune cells and radiotherapy. Also, cancer-related fibroblast infiltration was observed. All in all, this work offers more insights into the molecular evolution of the ATP13A2 protein and facilitates the understanding of the carcinogenic effects of the ATP13A2 in different tumors. Our discussion also promotes the study into the successful evolution of the vertebrate brain and the mechanism of clinical brain-related diseases.