眼組織におけるシスチン/グルタミン酸アンチポーターの同定、発現、および役割

Identification, Expression, and Roles of the Cystine/Glutamate Antiporter in Ocular Tissues.

• Renita M Martis
• Luis J Knight
• Paul J Donaldson
• Julie C Lim

抄録

シスチン/グルタミン酸アンチポーター（システム）は、細胞外シスチン、アミノ酸システインのジスルフィド形態、細胞内グルタミン酸の交換軽鎖xCTにジスルフィド結合によってリンクされた重鎖サブユニット4F2hcで構成されています。 xCT ノックアウトマウスを用いた研究では、血漿中のシスチンとシステインのレドックスカップルがより酸化的な状態に傾いていることが明らかになり、システム x はシスチンとシステインのレドックスサイクルを駆動することで、細胞外のレドックスバランスを維持する役割も果たしていることが実証されました。さらに、シスチンの輸入を通じて、システムxはグルタミン酸を細胞外空間に輸出する役割も果たしており、これは神経組織における神経伝達やグルタミン酸シグナル伝達に影響を与える可能性があります。システムXの機能の変化は癌や神経変性疾患と関連しているが、眼の様々な組織におけるシステムXの役割や、アンチポーター、加齢、眼疾患との関連についての研究は限られている。そこで、本レビューでは、いくつかの種の角膜、水晶体、網膜、眼球体におけるシステムxの研究を集約し、眼におけるxCTの役割を明らかにし、加齢に伴う眼疾患へのxCTの寄与を調査するツールとしてxCTノックアウトマウスの有用性を強調することを目的としています。

The cystine/glutamate antiporter (system ) is composed of a heavy chain subunit 4F2hc linked by a disulphide bond to a light chain xCT, which exchanges extracellular cystine, the disulphide form of the amino acid cysteine, for intracellular glutamate. research in the brain, kidney, and liver have shown this antiporter to play a role in minimising oxidative stress by providing a source of intracellular cysteine for the synthesis of the antioxidant glutathione. studies using the xCT knockout mouse revealed that the plasma cystine/cysteine redox couple was tilted to a more oxidative state demonstrating system x to also play a role in maintaining extracellular redox balance by driving a cystine/cysteine redox cycle. In addition, through import of cystine, system x also serves to export glutamate into the extracellular space which may influence neurotransmission and glutamate signalling in neural tissues. While changes to system x function has been linked to cancer and neurodegenerative disease, there is limited research on the roles of system x in the different tissues of the eye, and links between the antiporter, aging, and ocular disease. Hence, this review seeks to consolidate research on system x in the cornea, lens, retina, and ocular humours conducted across several species to shed light on the and roles of xCT in the eye and highlight the utility of the xCT knockout mouse as a tool to investigate the contribution of xCT to age-related ocular diseases.

Copyright © 2020 Renita M. Martis et al.