ABCC1基因编码多药耐药蛋白-1(MRP1),属于ABC转运蛋白家族。MRP1运输结构多样的内源性物质以及外源性物质及其代谢物,包括各种结合物、抗癌药物、重金属、有机阴离子和脂质。它在体内广泛表达,特别是在组织和体循环界面的细胞中,如血脑屏障(Li等人,2019年总结)。
Cole等人(1992年)发现了一种转运蛋白,其基因在小细胞肺癌细胞系NCI-H69的多药耐药变体中过度表达。与大多数对多种化疗药物耐药的肿瘤细胞株不同,它没有过度表达跨膜转运蛋白P-糖蛋白(MDR1;171050)。Cole等人(1992年)分离出与耐药H69细胞中过度表达的mRNA相对应的cDNA克隆。一个cDNA与7.8至8.2 kb的mRNA杂交,该mRNA在耐药细胞中的表达是药敏H69细胞的100至200倍。过度表达与同源基因的扩增有关。该cDNA包含一个由1522个氨基酸组成的开放阅读框,编码一种蛋白质,他们将其命名为MRP,即“多药耐药相关蛋白”(Cole和Deeley(1993)将预测的蛋白质序列修正为1531个氨基酸。)数据库分析表明,初级序列与三磷酸腺苷(ATP)结合盒(ABC)转运系统超家族相似。该超家族包括MDR1和囊性纤维化跨膜电导调节器(CFTR;602421)的基因。Northern blot分析很容易检测到肺、睾丸和外周血单个核细胞中的MRP转录物;胎盘、大脑、肾脏、唾液腺、子宫、肝脏和脾脏中的MRP转录物低于检测水平。
Li等人(2019年)发现Abcc1基因在小鼠内耳中表达,该基因定位于血管纹和具有细胞膜分布的听觉神经。研究结果表明,这种蛋白质可能在内耳中起交换物质的作用。
Zaman等人(1994年)描述了导致他们得出结论的实验,即MRP是一种质膜药物外排泵。
Lorico等人(2002年)表明,谷胱甘肽是MRP介导的对重金属氧阴离子抗性的辅助因子:人类纤维肉瘤细胞过度表达MRP1和γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶的重(催化)亚单位(606857),表明其对亚砷酸钠和锑毒性的抗性增强。
Muller等人(2002年)利用流式细胞术分析发现,当FLAG表位引入膜跨域-1(MSD1)或MRP1的MSD3的细胞外环时,在去除N-糖基化位点后,可以在细胞表面获得它。相反,即使去除了所有3个N-糖基化位点,插入到MSD2中的FLAG表位也无法进入,这表明MSD2深埋在质膜中。
通过RT-PCR和Western blot分析,Pascolo等人(2003)发现MRP1和MRP3(ABCC3;604323)在胎盘中高度表达,但只有MRP1在滋养层细胞系中高度表达。MRP2(ABCC2;601107)和MRP5(ABCC5;605251)仅在胎盘和滋养层细胞系中弱表达。孕晚期胎盘表达的MRP1多于孕早期胎盘。极化后滋养层细胞系中MRP1表达显著增加。Pascolo等人(2003年)得出结论,MRP1表达随着滋养层成熟而增加。
Gennuso等人(2004年)发现,在培养的小鼠星形胶质细胞中,未结合胆红素诱导Mrp1从高尔基体到质膜和整个细胞质的表达增加和瞬时重新分布。阻断Mrp1外排泵会增加细胞对非结合胆红素毒性作用的易感性,这表明Mrp1在这种情况下是一种重要的保护剂。作者指出,这一发现与胆红素升高引起的新生儿脑病有关。
Mitra等人(2006年)发现,肥大细胞释放的1-磷酸鞘氨醇(S1P)与脱颗粒无关。S1P分泌依赖于ABCC1,但不依赖于ABCB1(171050),并且抑制ABCC1可阻断组成性和抗原刺激性S1P的释放。趋化性分析表明,ABCC1介导的S1P转运影响了肥大细胞的迁移,但不影响肥大细胞脱颗粒。
移植后潜伏的人巨细胞病毒(HCMV)感染重新激活与高发病率和死亡率相关。在体内,髓系细胞及其祖细胞是HCMV潜伏期的重要部位,其建立和/或维持需要表达病毒转录物UL138。Weekes等人(2013年)在基于细胞培养的质谱中使用氨基酸的稳定同位素标记来确定UL138介导的细胞表面MRP1的显著损失以及该转运体底物输出的减少。与潜伏相关的MRP1损失和细胞毒性药物长春新碱的积累,长春新碱是一种MRP1底物,来自自然潜伏的CD14+(158120)和CD34+(142230)祖细胞的贫化病毒,所有这些都是体内潜伏位点。Weekes等人(2013年)得出结论,UL138介导的MRP1缺失为检测潜在HCMV感染提供了一个标记,也是在移植前消除潜在感染细胞的治疗靶点。
Grant等人(1997)定义了MRP的内含子/外显子结构,并描述了MRP mRNA的一些剪接变体。该基因跨度至少为200 kb。它包含31个外显子和高比例的0类内含子,其选择性剪接导致显著水平的变异转录物,维持MRP mRNA的原始开放阅读框架。(0类剪接发生在2个密码子之间,例如ATG/ATG=Met.Met。1类剪接将是ATGA/TG,2类剪接则是ATGAT/g。)对内含子/外显子组织和蛋白质一级结构的保守性分析表明,MRP相关转运蛋白是通过与编码多面体膜蛋白的1个或多个基因融合,从与CFTR共有的祖先进化而来的。
通过同位素原位杂交,Cole等人(1992年)将MRP1基因定位到染色体16p13.1。Grant等人(1997年)将MRP1基因定位在与急性髓细胞白血病M4Eo亚类相关的中心间期反转的短臂断点附近,并定位在MYH11基因的端粒侧(160745)。
使用PCR-SSCP分析,Conrad等人(2001年)筛查了36名白人志愿者MRP1基因编码外显子的突变,包括相邻的内含子序列。在发现的几个变化中,预计有2个会引起氨基酸替换。其中一个突变,G671V,是特别有趣的,因为它位于第一个核苷酸结合域附近。为了确定这种突变是否导致MRP1表型的改变,构建了一种突变MRP1表达载体,并将其转染到SV40转化的人类胚胎肾细胞中,并检测了突变蛋白的转运特性。通过研究底物,与野生型MRP1相比,突变体的有机阴离子转运活性没有差异。
Wang等人(2005年)对来自中国人、马来人、印度人、欧美人和非裔美国人的约480名样本进行了MRP1最近阳性选择的基因组特征扫描。该位点SNP的遗传图谱显示单倍型多样性高,连锁不平衡(LD)弱。尽管LD很弱,但MRP1基因启动子区-260G-C SNP(rs4148330)的G等位基因(包含在高频单倍型中)在欧美人中表现出135 kb的扩展单倍型纯合度。长程单倍型和F(st)统计检验表明,在欧美人群中G等位基因选择阳性。MRP1启动子报告分析显示,在所有4个受试细胞系中,与C等位基因启动子相比,G等位基因的启动子活性显著降低(P=0.01)。Wang等人(2005年)认为,rs4148330可能在一定程度上解释了药物反应的个体差异和人群差异。
常染色体显性聋77
在患有常染色体显性聋-77(DFNA77;618915)的多代汉族家庭(HN-SD01家族)的10名受影响成员中,Li等人(2019)在ABCC1基因(N590S;158343.0001)中发现了杂合错义突变。该突变是通过连锁分析和外显子组测序相结合发现的,与家族中的疾病分离。患者源性淋巴母细胞的体外功能表达研究表明,与对照组相比,ABCC1底物的外排能力暂时降低;然而,到6小时时,患者细胞和对照细胞的流出量相同。对另外217名听力损失患者进行ABCC1筛查,发现2名患者(G231D和E296V)存在候选杂合致病性变体。ExAC和gnomAD数据库中都没有这两种变体。然而,不可能对这些患者进行家族隔离,也没有对这些变异进行功能研究。Li等人(2019年)假设ABCC1可能在维持内耳内环境稳定方面发挥保护作用;外排泵活性降低可能导致内耳功能受损,导致迟发性听力损失。
Robbiani等人(2000年)表明,树突状细胞(DC)从皮肤向淋巴结迁移利用白三烯C4(LTC4;见246530)转运蛋白MRP1。在Mrp1-/-小鼠中,DC从表皮的动员和向淋巴管的转运大大减少,但外源性半胱氨酸白三烯LTC4或LTD4可恢复其迁移。在体外,这些半胱氨酸白三烯促进了趋化因子CCL19(SCYA19;602227)的最佳趋化性,但对其他相关趋化因子没有促进作用。CCL19在体内的拮抗作用阻止了DC迁移出表皮。因此,作者得出结论,MRP1明显通过转运LTC4调节DC向淋巴结的迁移,从而促进对CCL19的趋化性和DC从表皮的动员。
Schultz等人(2001年)表明,与野生型小鼠相比,Mrp1缺陷小鼠鼻腔感染后肺炎链球菌的生长减少,死亡率大大降低。这种优势可以通过使用5-脂氧合酶抑制剂来消除。由于细胞内LTC4的积累和LTC4合成酶的抑制,突变小鼠肺中LTC4水平较低。另一方面,他们的炎症反应减少,LTB4水平较高(见LTB4R2;605773),这与LTA4水解酶(151570)活性增加有关,是保护作用所必需的。Schultz等人(2001年)认为MRP1可能是肺炎辅助治疗的新靶点。
Lorico等人(2002)发现,在过表达MRP1的细胞培养物中,对重金属氧阴离子毒性具有耐药性,但在MRP1-/-敲除小鼠中,对亚砷酸钠和锑的敏感性没有增加。作者指出,跨膜输出泵的冗余性表明,其他泵可以有效替代MRP1介导的重金属氧阴离子转运。