溶质载体家族25（线粒体载体、磷酸盐载体），成员24; SLC25A24

短钙结合线粒体载体 1；SCAMC1

HGNC 批准的基因符号：SLC25A24

细胞遗传学定位：1p13.3 基因组坐标（GRCh38）：1:108,134,042-108,200,342（来自 NCBI）

▼ 克隆与表达

del Arco 和 Satrustegui（2004）通过使用兔过氧化物酶体载体 Efinal 作为查询搜索 EST 数据库，然后对心脏 cDNA 文库进行 PCR，并对 HEK293 细胞总 RNA 进行 RT-PCR，克隆了 SLC25A24，并将其命名为 SCAMC1。推导的 477 个氨基酸的蛋白质包含一个 N 端钙结合结构域，后面是 6 个跨膜区和一个短的 C 端。钙结合结构域与钙调蛋白有 25% 的同一性（参见 114180），在保守位置有 4 个 EF-hand 基序。SCAMC1 还与 SCAMC2（SLC25A25; 608745）和 SCAMC3（SLC25A23; 608746）具有显着相似性，其中 N 末端和 EF-hand 1 差异最大。Northern 印迹分析在所有检查的组织中检测到 3.4 kb SCAMC1 转录物，并且 SCAMC1 的表达通常高于 SCAMC2 或 SCAMC3。内源性和转染的表位标记的 SCAMC1 均以与线粒体标记重叠的亚细胞模式表达。对许多细胞系的线粒体富集部分进行的蛋白质印迹分析表明，SCAMC1 以 48 至 50 kD 的表观分子质量进行迁移。

▼ 基因结构

Del Arco和Satrustegui（2004）确定SLC25A24基因包含10个外显子，跨度约65 kb。小鼠 Slc25a24 基因具有相同的基因组结构。

▼ 测绘

通过基因组序列分析，del Arco 和 Satrustegui（2004）将 SLC25A24 基因定位到染色体 1p36.13。他们将小鼠 Slc25a24 基因定位到 2B 号染色体的一个区域，该区域显示出与人类染色体 1p36.13 同线性的同源性。

▼ 分子遗传学

Ehmke 等人在 5 名患有 Fontaine 早衰综合征（FPS；612289）的无关女孩中，其中 1 人在 20 个月大时死亡（2017）鉴定了 SLC25A24 基因中 2 种不同的从头错义突变的杂合性，这两种突变都发生在相同的密码子处：4 名患者中出现 R217H（608744.0001），1 名患者中出现 R217C（608744.0002）。

Writzl 等人在 4 名无关的 FPS 患者中，全部在出生后一年内死亡（2017）鉴定了 SLC25A24 基因 R217 密码子处相同的 2 个从头错义突变的杂合性，这与 Ehmke 等人之前报道的相同（2017）：其中 3 名患者携带 R217H 变异，1 名患者携带 R217C 变异。功能分析表明，这些突变明显影响线粒体形态，还表明通过减少 ATP 合成和增加线粒体膜电位来影响氧化磷酸化，从而创造不利于细胞增殖的条件。

▼ 等位基因变异体（2 个选定示例）：.

0001 FONTAINE 早衰综合症
SLC25A24、ARG217HIS（SCV000320993）
4 名不相关的女孩患有 Fontaine 早衰综合征（FPS; 612289），其中包括一名最初由 Adolphs 等人报道的匈牙利女孩（2011），埃姆克等人（2017）鉴定了 SLC25A24 基因外显子 5 中从头 c.650G-A 转变（c.650G-A, NM_013386.4）的杂合性，导致跨膜结构域的预测螺旋 1 中高度保守的残基处 arg217 到 his（R217H）取代。ExAC、gnomAD 或 1000 基因组计划数据库中未发现该突变。其中 2 名患者（患者 1 和 4）的皮肤成纤维细胞显示线粒体肿胀，在用 H2O2 治疗诱导氧化应激后，线粒体肿胀，而对照成纤维细胞几乎没有变化；这些发现得到了透射电子显微镜的证实。在转染的 HeLa 细胞中，野生型和突变型蛋白均定位于线粒体，但突变型存在线粒体肿胀和断裂增加，这在用 H2O2 处理后更为明显。正常情况下患者成纤维细胞线粒体膜电位（MMP）未见异常；然而，用 H2O2 处理后，突变成纤维细胞中的 MMP 似乎高于对照细胞，表明质子梯度发生了变化。使用萤火虫荧光素酶（一种 ATP 依赖性酶）对线粒体基质的 ATP 含量进行分析表明，患者成纤维细胞的萤火虫活性降低，这与基质 ATP 含量降低一致。其中 3 名患者在上次检查时还活着，年龄分别为 5 岁、5.5 岁和 7 ，但 1 名患者（患者 4）是一名土耳其女孩，在 20 个月大时因尿路感染死亡。但突变体出现线粒体肿胀和碎片增加，这在用 H2O2 处理后更加明显。正常情况下患者成纤维细胞线粒体膜电位（MMP）未见异常；然而，用 H2O2 处理后，突变成纤维细胞中的 MMP 似乎高于对照细胞，表明质子梯度发生了变化。使用萤火虫荧光素酶（一种 ATP 依赖性酶）对线粒体基质的 ATP 含量进行分析表明，患者成纤维细胞的萤火虫活性降低，这与基质 ATP 含量降低一致。其中 3 名患者在上次检查时还活着，年龄分别为 5 岁、5.5 岁和 7 ，但 1 名患者（患者 4）是一名土耳其女孩，在 20 个月大时因尿路感染死亡。但突变体出现线粒体肿胀和碎片增加，这在用 H2O2 处理后更加明显。正常情况下患者成纤维细胞线粒体膜电位（MMP）未见异常；然而，用 H2O2 处理后，突变成纤维细胞中的 MMP 似乎高于对照细胞，表明质子梯度发生了变化。使用萤火虫荧光素酶（一种 ATP 依赖性酶）对线粒体基质的 ATP 含量进行分析表明，患者成纤维细胞的萤火虫活性降低，这与基质 ATP 含量降低一致。其中 3 名患者在上次检查时还活着，年龄分别为 5 岁、5.5 岁和 7 ，但 1 名患者（患者 4）是一名土耳其女孩，在 20 个月大时因尿路感染死亡。用H2O2处理后这种现象更加明显。正常情况下患者成纤维细胞线粒体膜电位（MMP）未见异常；然而，用 H2O2 处理后，突变成纤维细胞中的 MMP 似乎高于对照细胞，表明质子梯度发生了变化。使用萤火虫荧光素酶（一种 ATP 依赖性酶）对线粒体基质的 ATP 含量进行分析表明，患者成纤维细胞的萤火虫活性降低，这与基质 ATP 含量降低一致。其中 3 名患者在上次检查时还活着，年龄分别为 5 岁、5.5 岁和 7 ，但 1 名患者（患者 4）是一名土耳其女孩，在 20 个月大时因尿路感染死亡。用H2O2处理后这种现象更加明显。正常情况下患者成纤维细胞线粒体膜电位（MMP）未见异常；然而，用 H2O2 处理后，突变成纤维细胞中的 MMP 似乎高于对照细胞，表明质子梯度发生了变化。使用萤火虫荧光素酶（一种 ATP 依赖性酶）对线粒体基质的 ATP 含量进行分析表明，患者成纤维细胞的萤火虫活性降低，这与基质 ATP 含量降低一致。其中 3 名患者在上次检查时还活着，年龄分别为 5 岁、5.5 岁和 7 ，但 1 名患者（患者 4）是一名土耳其女孩，在 20 个月大时因尿路感染死亡。用 H2O2 处理后，突变型成纤维细胞中的 MMP 似乎高于对照细胞，表明质子梯度发生了变化。使用萤火虫荧光素酶（一种 ATP 依赖性酶）对线粒体基质的 ATP 含量进行分析表明，患者成纤维细胞的萤火虫活性降低，这与基质 ATP 含量降低一致。其中 3 名患者在上次检查时还活着，年龄分别为 5 岁、5.5 岁和 7 ，但 1 名患者（患者 4）是一名土耳其女孩，在 20 个月大时因尿路感染死亡。用 H2O2 处理后，突变型成纤维细胞中的 MMP 似乎高于对照细胞，表明质子梯度发生了变化。使用萤火虫荧光素酶（一种 ATP 依赖性酶）对线粒体基质的 ATP 含量进行分析表明，患者成纤维细胞的萤火虫活性降低，这与基质 ATP 含量降低一致。其中 3 名患者在上次检查时还活着，年龄分别为 5 岁、5.5 岁和 7 ，但 1 名患者（患者 4）是一名土耳其女孩，在 20 个月大时因尿路感染死亡。

在 3 名无血缘关系的 FPS 婴儿中，包括一名斯洛文尼亚男婴（患者 1）、一名法国女婴（患者 2），最初由 Faivre 等人报道（1999），以及 Castori 等人之前描述的一名意大利男性新生儿（患者 4）（2009），Writzl 等人（2017）在完全保守的线粒体载体家族（MCF）特征中，在位于载体 m 门正下方的残基处鉴定了 SLC25A24 中 R217H 突变的杂合性。在斯洛文尼亚外显子组数据库或 dbSNP（版本 141）、gnomAD、GoNL 或 UK10K 数据库中未发现该突变。患者成纤维细胞显示突变蛋白定位于线粒体，线粒体增大且靠近细胞核肿胀；电子显微镜显示出异常的嵴，肿胀的线粒体中的嵴比正常线粒体中的嵴更大、更致密。HeLa 和 COS-7 细胞中 R217H 突变体的过度表达显示线粒体异常肿胀，与患者成纤维细胞中观察到的情况相似；然而，与患者成纤维细胞相反，整个线粒体网络似乎受到均匀影响。这名意大利男性新生儿在出生后 20 小时内因呼吸窘迫死亡，另外 2 名患者分别在 6 个月和 7 个月大时死于肺动脉高压和败血症。

.0002 FONTAINE 早衰综合征
SLC25A24、ARG217CYS（SCV000320994）
Ehmke 等人在一名患有 Fontaine 早衰综合征（FPS; 612289）的北欧血统 14 岁女孩（患者 5）中进行了研究（2017）鉴定了 SLC25A24 基因外显子 5 中从头 c.649C-T 转变（c.649C-T, NM_013386.4）的杂合性，导致跨膜结构域的预测螺旋 1 中高度保守的残基处 arg217 到 cys（R217C）取代。ExAC、gnomAD 或 1000 基因组计划数据库中未发现该突变。

一名患有 FPS 的西班牙女性新生儿（患者 3）最初由 Rodriguez 等人描述（1999）并在生命 7 小时内死于呼吸窘迫，Writzl 等人（2017）鉴定了 SLC25A24 中 R217C 突变的杂合性，该突变位于完全保守的 MCF 特征内、位于载体 m 门正下方的残基处。在斯洛文尼亚外显子组数据库或 dbSNP（版本 141）、gnomAD、GoNL 或 UK10K 数据库中未发现该突变。HeLa 和 COS-7 细胞中 R217C 突变体的过度表达显示线粒体异常肿胀。表达 R217C 突变体的 HeLa 细胞显示出比野生型细胞更低的蛋白质水平，并且获得频率较低，表明 R217C 对细胞活力有不利影响。使用 xCELLigence 生物传感器系统证实了这一点，结果表明，突变型 HeLa 细胞的细胞指数低于野生型细胞，并且突变型细胞的细胞增殖率低于对照细胞。此外，表达 R217C 的 HeLa 细胞系和患者成纤维细胞的基础线粒体膜电位高于对照细胞，并且 R217C 突变体的 ATP 合成对基础线粒体呼吸的贡献明显低于野生型，表明线粒体超极化与突变体线粒体的 ATP 合成受损有关。寡霉素抑制后线粒体 ATP 的分析与突变细胞中 ATP 需求增加一致，表明 R217C 突变的主要作用不是减少 ATP 需求，而是减少线粒体 ATP 产生，从而增加膜电位。