GPX3基因：血浆中的抗氧化卫士，GPX3基因敲除小鼠推荐

基因概述

GPX3基因，全称为谷胱甘肽过氧化物酶3，是谷胱甘肽过氧化物酶家族的重要成员之一。人类GPX3基因位于5号染色体的q32区域，长度为10 kb，编码一种23 kDa的蛋白，该蛋白形成同源四聚体。GPX3蛋白的分泌异构体是一种由226个氨基酸组成的同源四聚体，含有两个与GSH结合的精氨酸位点。硒代半胱氨酸是GPX（GSH-Px）催化活性的中心物质，其活性与体内的硒含量密切相关。每个GPX3单体以硒代半胱氨酸作为活性中心，并与谷氨酰胺、色氨酸和天冬酰胺形成四聚体^[1]。

 

GPX3是一种硒蛋白抗氧化酶，主要合成和分泌于肾脏近曲小管细胞，并大量存在于血浆中，然后运输到全身循环。它的表达主要在血浆，但不仅限于血浆，还渗透到多种组织中，包括肾脏、视网膜、甲状腺、肺、脂肪组织、心脏、肝脏、胃肠道、大脑等组织^[2]。

 

GPX3基因功能

GPX3是一种含硒蛋白，具有抗氧化活性，能将过氧化氢和有机氢过氧化物转化为反应性较低的分子，从而减少氧化应激。这种含硒蛋白在减轻细胞外空间的氧化损伤中发挥关键作用，保护细胞组分免受氧化应激^[2]。

 

在GSH-Px的催化作用下，谷胱甘肽（GSH）的巯基（-SH）被氧化，生成氧化型谷胱甘肽（GSSG），同时消耗过氧化氢（H₂O₂）并生成水，从而清除体内过多的自由基。而在另一方面，谷胱甘肽还原酶则利用烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）催化GSSG还原为GSH，有效降低细胞内循环环境中的活性氧（ROS）水平，维持氧化还原平衡。GPX3能够以GSH为辅因子，催化过氧化氢及可溶性脂质过氧化物等氢过氧化物的还原反应。此外，在GSH耗竭的情况下，GPX3还可与GSH及硫氧还蛋白还原酶协同作用，或直接与硫氧还蛋白相互作用，为GSH提供电子，从而保护细胞免受ROS引起的DNA损伤及其他细胞水平的损害^[1]。

 

GPX3基因与疾病的关系

大量研究已记录了GPX3在各种癌症患者中的异常表达，GPX3被证实在大多数癌症中作为抑癌基因发挥重要作用，突出了其参与肿瘤细胞增殖、黏附、迁移和转移的作用，肿瘤组织中GPX3表达的降低与肿瘤细胞增殖和侵袭增加以及不良预后相关。例如肺癌、食管鳞状细胞癌（ESCC）、前列腺癌、黑色素瘤、肝细胞癌、结肠炎相关癌、卵巢癌、胃癌^[3-6]。

 

图1 GPX3在癌症中的作用机制^[1]。

 

除了癌症，GPX3的表达和活性也在多种参与全身非肿瘤性疾病的病理过程中发生改变，例如肾脏疾病、心血管疾病、呼吸系统疾病、代谢性疾病、消化系统疾病、神经系统疾病、骨关节疾病和其他疾病^[2]。

 

图2 GPX3与非肿瘤性疾病的关联^[2]。

 

综上所述，GPX3基因编码的血浆谷胱甘肽过氧化物酶，是机体细胞外抗氧化防御系统的核心组成部分。它不仅被动地清除有害过氧化物，更主动地调控重要的细胞信号通路，从而在维持整体健康、预防心血管疾病、糖尿病和癌症等方面扮演着关键角色。GPX3的研究有助于深入理解氧化应激在疾病发生和发展中的作用机制，为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略，有望成为未来疾病诊断的新型生物标志物和极具潜力的治疗靶点，为对抗氧化应激相关疾病开辟新的途径。

 

开展同款研究，赛业生物可为您提供Gpx3全身性敲除及条件性敲除小鼠模型，助您加速科研发现。

 

赛业相关现货模型

 

产品名称	产品编号	品系全称	类型
Gpx3基因敲除小鼠	S-KO-02324	C57BL/6NCya-Gpx3em1/Cya	Gpx3基因敲除
Gpx3基因敲除小鼠	S-KO-16275	C57BL/6JCya-Gpx3em1/Cya	Gpx3基因敲除
Gpx3条件性基因敲除小鼠	S-CKO-17776	C57BL/6JCya-Gpx3em1flox/Cya	Gpx3条件性基因敲除

 

参考文献

[1] Geng D, Zhou Y and Wang M, Advances in the role of GPX3 in ovarian cancer (Review). Int J Oncol 64: 31, 2024.

[2] Zhang N, Liao H, Lin Z, Tang Q. Insights into the Role of Glutathione Peroxidase 3 in Non-Neoplastic Diseases. Biomolecules. 2024 Jun 13;14(6):689.

[3] Snehal Nirgude, Bibha Choudhary, Insights into the role of GPX3, a highly efficient plasma antioxidant, in cancer, Biochemical Pharmacology,Volume 184,2021,114365,ISSN 0006-2952.

[4] Chang, Caroline, Cheng, Ya-Yun, Kamlapurkar, Shriya, Phaëton, Rébécca, Hempel, Nadine. 2024. GPX3 supports ovarian cancer tumor progression in vivo and promotes expression of GDF15. In Gynecologic oncology, 185, 8-16.

[5] Li, Yan, Zhou, Yongying, Liu, Daoquan, DiSanto, Michael E, Zhang, Xinhua. 2023. Glutathione Peroxidase 3 induced mitochondria-mediated apoptosis via AMPK /ERK1/2 pathway and resisted autophagy-related ferroptosis via AMPK/mTOR pathway in hyperplastic prostate. In Journal of translational medicine, 21, 575.

[6] Xie, Jiabei, Fu, Lin, Zhang, Jianmin. 2022. Analysis of Influencing Factors on the Occurrence and Development of Gastric Cancer in High-Incidence Areas of Digestive Tract Tumors Based on High Methylation of GPX3 Gene. In Journal of oncology, 2022, 3094881.