Cds2是哺乳动物中一种与果蝇CDS基因高度同源的基因,其编码的CDP-二酰甘油合成酶(CDP-diacylglycerol synthase, CDS)在细胞信号转导、细胞分化、代谢和疾病发生中发挥着重要作用。Cds2基因在哺乳动物中的表达模式表明其在神经视网膜发育和脂质代谢中具有特殊功能。以下将结合参考文献内容,详细介绍Cds2基因的功能和作用。
Cds2基因与果蝇CDS基因具有高度同源性,在蛋白水平上,Cds2与果蝇CDS蛋白具有64.4%的序列相似性。Cds2基因在人类染色体20p13上定位,其在小鼠神经视网膜的神经母细胞分化阶段和胚胎发育过程中表达量较高,而在成年视网膜中未检测到表达。这表明Cds2基因可能参与了视网膜神经母细胞分化和视网膜发育过程[1]。
在鸟类中,Cds2基因的表达模式也具有组织特异性和时间依赖性。鸡Cds2基因存在四种剪接变体(CDS2-1、CDS2-2、CDS2-3和CDS2-4),它们在脂肪组织、肝脏和胸肌中表达量较高。CDS2-4在胚胎发育过程中表现出独特的表达模式,在脑和胸肌中的表达量在孵化后期达到峰值,而在肝脏中的表达量在孵化早期达到峰值。此外,胰岛素可以以品种和组织特异性方式调节鸡CDS2基因的表达水平[2]。
Cds2基因在CIC-DUX4肉瘤中具有重要作用。CIC-DUX4肉瘤是一种具有高度侵袭性和化疗抵抗性的软组织肉瘤。通过建立CIC-DUX4肉瘤患者来源的细胞系NCC-CDS2-C1,研究发现Cds2基因参与了CIC-DUX4肉瘤的发生和发展。NCC-CDS2-C1细胞系具有快速生长、成球和侵袭等特性,为研究CIC-DUX4肉瘤的发病机制和寻找新型治疗方法提供了重要工具[3]。
Cds1和Cds2基因在脂滴生长中发挥重要作用。Cds1和Cds2基因编码的CDP-DAG合成酶催化磷脂酸(phosphatidic acid, PA)转化为CDP-DAG,进而影响脂滴的生成和生长。研究表明,敲低Cds1或Cds2基因表达会导致细胞内形成巨大或超大的脂滴。此外,Cds1和Cds2基因在脂滴生长中的作用机制存在差异,Cds1基因通过调节细胞死亡相关蛋白DFF45样效应蛋白C(CIDEC)的表达水平影响脂滴生长,而Cds2基因则通过调节甘油三酯合成相关酶DGAT2和GPAT4的表达水平影响脂滴生长[4]。
Cds2基因在血管内皮细胞中具有重要作用。研究表明,Cds2基因的表达水平受Nocardia rubrum细胞壁骨架(Nr-CWS)的调节,Nr-CWS可以提高血管内皮细胞中METTL3的表达水平,从而恢复细胞功能。METTL3是一种m6A甲基转移酶,其可以催化RNA上N6-甲基腺苷(m6A)的生成。Cds2基因的m6A修饰水平与血管内皮细胞的功能和能量代谢密切相关,影响糖尿病患者的伤口愈合过程[5]。
综上所述,Cds2基因在哺乳动物细胞信号转导、细胞分化、代谢和疾病发生中发挥着重要作用。Cds2基因在视网膜神经母细胞分化和视网膜发育过程中具有特殊功能,其表达模式受到胰岛素的调节。Cds2基因在CIC-DUX4肉瘤的发生和发展中具有重要作用,为研究肉瘤的发病机制和寻找新型治疗方法提供了重要工具。Cds1和Cds2基因在脂滴生长中发挥重要作用,其作用机制存在差异。Cds2基因在血管内皮细胞中具有重要作用,其表达水平受Nr-CWS的调节,影响糖尿病患者的伤口愈合过程。
参考文献:
1. Volta, M, Bulfone, A, Gattuso, C, Banfi, S, Franco, B. . Identification and characterization of CDS2, a mammalian homolog of the Drosophila CDP-diacylglycerol synthase gene. In Genomics, 55, 68-77. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/9889000/
2. Xu, Yuanyuan, Zhang, Shuping, Guo, Yujun, Chen, Wen, Huang, Yanqun. 2022. Chicken CDS2 isoforms presented distinct spatio-temporal expression pattern and regulated by insulin in a breed-specific manner. In Poultry science, 101, 101893. doi:10.1016/j.psj.2022.101893. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35504066/
3. Yoshimatsu, Yuki, Noguchi, Rei, Tsuchiya, Ryuto, Kawai, Akira, Kondo, Tadashi. 2020. Establishment and characterization of NCC-CDS2-C1: a novel patient-derived cell line of CIC-DUX4 sarcoma. In Human cell, 33, 427-436. doi:10.1007/s13577-019-00312-x. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31898195/
4. Xu, Yanqing, Mak, Hoi Yin, Lukmantara, Ivan, Du, Ximing, Yang, Hongyuan. 2019. CDP-DAG synthase 1 and 2 regulate lipid droplet growth through distinct mechanisms. In The Journal of biological chemistry, 294, 16740-16755. doi:10.1074/jbc.RA119.009992. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31548309/
5. Zhang, Jingyu, Chen, Feifei, Wei, Wuhan, Jin, Peisheng, Li, Qiang. 2024. Nr-CWS regulates METTL3-mediated m6A modification of CDS2 mRNA in vascular endothelial cells and has prognostic significance. In Communications biology, 7, 1348. doi:10.1038/s42003-024-07047-y. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39424634/