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溶质转运蛋白（SLCs）超家族目前包括65个家族，439个转运蛋白（不包括假基因），是人类基因组的第二大膜蛋白家族。它参与了细胞间的多种物质运输，包括糖、氨基酸、维生素、核苷酸、金属、无机离子、有机阴离子、寡肽和药物。由于SLCs是多种物质进入或离开细胞的主要调节因子之一，因此它的运输功能与多种疾病和机体免疫应答有关，如慢性疾病、精神障碍、心血管疾病和癌症。目前，对溶质转运蛋白的研究已经深入到人类疾病的各个领域，本文对部分SLCs与疾病的关系进行简述。

图1. SLC30A8蛋白结构

（图片来源于https://alphafold.ebi.ac.uk/entry/Q8IWU4）

1. SLCs结构和运输机制

SLC的命名是根符号SLC加数字、字母和数字，如SLC3A1。SLCs转运体与至少一个其他成员含有20%-50%同源性。迄今为止，已知结构的SLCs预计包含1-16个跨膜（TM）结构域，明显的特征是跨核心TM域的伪对称性。SLC中最常见的两个结构折叠是major facilitator superfamily（MFS）和leucine transporter（LeuT）样折叠。

蛋白质的物理结构决定了其交替通路转运的具体机制。膜输送可分为被动和主动两种，被动转运可分为扩散和促进扩散，主动转运包括初级主动转运和二级主动转运。SLCs的功能是促进扩散和二次主动运输。二级活性转运体利用预先存在的离子梯度作为能量来源，以相同或相反的方向运输底物和另一个或多个溶质（最典型的是离子）。例如，SLC1A2主要定位于星形胶质细胞，负责90%以上的谷氨酸摄取，共转运Na+和H+，反转运K+，实现谷氨酸转运。同向转运体和反向转运体是两种二级活性转运体，它们利用下坡离子梯度作为与底物运输方向相同（同向转运体）或相反（反向转运体）的驱动力。这些转运体的底物特异性不仅取决于氨基酸残基和底物之间的相互作用，还取决于调节门控和/或选择性元件的分子内相互作用。

2. SLCs与疾病的关系

一些SLCs被发现具有组织特异性，对某些细胞类型发挥独特的作用，最典型的例子是SLC6和SLC18家族的特定转运蛋白，它们调节突触中的神经递质浓度。许多不同的SLCs家族也参与通过组织之间的选择性屏障（如血脑屏障或肠道上皮）运输营养物质，为它们提供必要的营养物质。一些SLCs现在也被理解为受体，既作为细胞的转运体又作为细胞的受体，使得转运也作为细胞内的信号系统。因此，有人认为SLCs参与遥感和信号转导，这一假设表明SLCs和其他转运蛋白通过其表达或活性的改变来调节细胞甚至组织功能。根据这一假设，转运蛋白可参与器官间的信号传递。例如，与糖尿病密切相关的锌转运蛋白SLC30A8在胰腺细胞膜上高表达，转运蛋白将锌从细胞质输入到胰岛素分泌颗粒中。随后，胰岛素和锌的共同分泌不仅会影响邻近的内分泌细胞，而且锌还会作为信号分子，抑制下游肝脏胰岛素清除，从而使胰岛素进入全身。

SLC3和SLC7，在功能上密切相关，这些家族的蛋白质可以通过二硫桥连接，形成一种被称为异聚氨基酸转运体（HATs）的蛋白质复合物，这些SLC3/SLC7二聚体促进了多种物质的运输。这些二聚体对于维持细胞的氧化还原平衡至关重要，在癌细胞中的表达增加可以使细胞减少氧化应激，避免细胞凋亡。

SCL26家族在胃肠道中尤为重要，在胃肠道中它们调节pH值，具有吸水性和特定底物的吸收或分泌。比如SLC26A1和SLC26A2是肠道中SO₄^2-
摄取的最大来源，分别定位于细胞的基底外侧膜和顶端膜。SLC26A3是一种Cl^-/HCO3^-转运体，对黏液膜和上皮组织的形成至关重要，有研究发现其表达在腺瘤中经常下调。

SLC30家族的功能是降低细胞内锌的水平，而SLC39蛋白的功能是增加锌的浓度。SLC39A4主要在肠道表达，其表达和定位受到转录和转录后两种方式的严格调控。SLC39A4也被证明在更具侵袭性的卵巢癌和胰腺癌中过表达，可能是对癌症组织中锌水平降低的反应。

图2. 锌转运蛋白在不同时期B细胞中的作用

（图片来源于《Acta Pharmaceutica Sinica B》杂志）

SLC8家族在细胞信号和内稳态中具有关键作用，它与不同的疾病有牵连，如癌的侵袭增加、糖尿病和异常的心脏信号。SLC24利用Na⁺和K⁺的电化学梯度来驱动Ca²⁺的流出，这些蛋白质在许多不同的组织类型中表达，在光感受器、神经元和平滑肌细胞中较多。SLC24A4以及SLC8A3，已经被证明在治疗耐药的卵巢癌细胞中过表达。

SLC22家族及其转运底物在癌症的发生发展中具有广泛的作用。该家族成员在胰腺癌和肝癌患者组织中均有下调（SLC22A1, SLC22A2, SLC22A11）和上调（SLC22A3和SLC22A18），不同的转运蛋白对蛋白的长期生存有不同的影响。SLC22A6转运蛋白的表达受到癌症治疗方案的影响，甲氨蝶呤会下调该蛋白。同样，用于治疗慢性髓系白血病的药物伊马替尼也能改变SLC22A1的表达。SLC14家族只包含2个不同的基因，SLC14A1和SLC14A2，这两个转运蛋白的主要功能是在肾脏中浓缩尿素，使尿素排泄，并通过尿素在细胞膜上的被动运动重新吸收水分。

3. SLCs的表达

尽管所有的膜蛋白加在一起约占整个蛋白质组的三分之一和目前所有治疗靶点的三分之二，但已阐明的膜蛋白结构的数量非常少，迄今为止在蛋白质数据库（PDB）中保存了约280种独特的结构（可从www.rcsb.org/获得），占所有可用3d分辨率结构的不到1%。嵌入在磷脂双分子层中的整体膜蛋白的疏水片段，使膜蛋白难以表达和结晶。由于这个问题，膜蛋白的结构确定一直被认为是一个非常困难的任务。

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图3. Polyclonal Antibody to Solute Carrier Family 3, Member 2（SLC3A2）

图4. Polyclonal Antibody to Solute Carrier Family 30 Member 8（SLC30A8）

图5. Polyclonal Antibody to Solute Carrier Family 30, Member 3 (SLC30A3)

云克隆SLCs超家族相关指标：

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参考文献：

1. Pizzagalli MD, Bensimon A, Superti-Furga G. A guide to plasma membrane solute carrier proteins. FEBS J. 2021 May;288(9):2784-2835. doi: 10.1111/febs.15531. Epub 2020 Sep 18. PMID: 32810346; PMCID: PMC8246967.

2. Hu C, Tao L, Cao X, Chen L. The solute carrier transporters and the brain: Physiological and pharmacological implications. Asian J Pharm Sci. 2020 Mar;15(2):131-144. doi: 10.1016/j.ajps.2019.09.002. Epub 2019 Nov 13. PMID: 32373195; PMCID: PMC7193445.