Aldh1a3,也称为醛脱氢酶1A3,是一种在人体中表达的19种醛脱氢酶之一。它在多种生理过程中发挥作用,包括激素受体配体视黄酸(RA)的生成。Aldh1a3通过氧化全反式视黄醇生成视黄酸,参与维持细胞生长、分化和代谢的平衡。Aldh1a3的表达受多种因素的调控,包括遗传扩增、表观遗传修饰、转录后调节和翻译后修饰。
Aldh1a3在多种癌症中过表达,并促进肿瘤生长、转移和化疗耐药性,这主要是通过改变基因表达、细胞信号通路和糖代谢实现的。Aldh1a3的过表达与肿瘤的发生、进展和预后相关,并可作为癌症诊断和治疗的重要靶点。
Aldh1a3在癌症干细胞(CSCs)中发挥重要作用。研究表明,Aldh1a3是维持CSCs特性的关键决定因素,并影响CSCs的自我更新和致瘤能力。Aldh1a3的过表达与多种癌症的侵袭和转移相关,并可作为癌症预后的指标。
在肺动脉高压(PAH)中,Aldh1a3的表达上调,并参与调节肺动脉平滑肌细胞(PASMC)的增殖和糖酵解代谢。研究发现,Aldh1a3的核定位与其在PAH中的功能密切相关,它通过将乙醛转化为乙酸盐,进而产生乙酰辅酶A,并使组蛋白H3K27乙酰化,从而影响基因表达和细胞功能[1]。
在胶质母细胞瘤(GBM)干细胞(GSCs)中,Aldh1a3的稳定性受到泛素特异性蛋白酶9X(USP9X)的调节。USP9X与Aldh1a3相互作用,去泛素化并稳定Aldh1a3,从而维持GSCs的间充质特征和致瘤能力。USP9X的抑制可以降低Aldh1a3的表达,并抑制GSCs的自我更新和致瘤能力[2]。
Aldh1a3在前列腺癌中过表达,并与miR-187的表达呈负相关。miR-187的重新引入可以显著下调Aldh1a3的表达,并抑制前列腺癌细胞的生长和致瘤能力。此外,Aldh1a3的表达与前列腺癌的Gleason评分相关,并可作为前列腺癌的诊断和预后指标[5]。
Aldh1a3在黑色素瘤中与乙醛代谢相关,并通过乙醛转化为乙酰辅酶A,进而使组蛋白H3K27乙酰化,从而影响神经嵴(NC)谱系和葡萄糖代谢基因的表达。研究发现,Aldh1a3的表达与黑色素瘤的异质性和耐药性相关,并可作为黑色素瘤治疗的重要靶点[3]。
Aldh1a3在三阴性乳腺癌(TNBC)中通过调节纤溶酶原激活途径促进侵袭和转移。Aldh1a3的表达上调可以增加组织型纤溶酶原激活剂(tPA)和尿激酶型纤溶酶原激活剂(uPA)的水平和活性,进而增加丝氨酸蛋白酶纤溶酶的活性,促进TNBC细胞的侵袭和转移。此外,Aldh1a3的表达与TNBC的肿瘤分级和复发转移相关,并可作为TNBC的治疗靶点[4]。
综上所述,Aldh1a3是一种重要的代谢酶,参与调节多种生物学过程,包括细胞生长、分化和代谢。Aldh1a3在多种癌症中过表达,并促进肿瘤生长、转移和化疗耐药性,这主要是通过改变基因表达、细胞信号通路和糖代谢实现的。Aldh1a3的过表达与肿瘤的发生、进展和预后相关,并可作为癌症诊断和治疗的重要靶点。此外,Aldh1a3的研究有助于深入理解代谢酶在癌症发生发展中的作用机制,为癌症的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Li, Dan, Shao, Ning-Yi, Moonen, Jan-Renier, Snyder, Michael P, Rabinovitch, Marlene. 2021. ALDH1A3 Coordinates Metabolism With Gene Regulation in Pulmonary Arterial Hypertension. In Circulation, 143, 2074-2090. doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.120.048845. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33764154/
2. Chen, Zhengxin, Wang, Hong-Wei, Wang, Shuai, You, Yongping, Wang, Huibo. 2019. USP9X deubiquitinates ALDH1A3 and maintains mesenchymal identity in glioblastoma stem cells. In The Journal of clinical investigation, 129, 2043-2055. doi:10.1172/JCI126414. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30958800/
3. Lu, Yuting, Travnickova, Jana, Badonyi, Mihaly, Illingworth, Robert S, Patton, E Elizabeth. 2024. ALDH1A3-acetaldehyde metabolism potentiates transcriptional heterogeneity in melanoma. In Cell reports, 43, 114406. doi:10.1016/j.celrep.2024.114406. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38963759/
4. Bharadwaj, Alamelu G, McLean, Meghan E, Dahn, Margaret L, Waisman, David M, Marcato, Paola. 2023. ALDH1A3 promotes invasion and metastasis in triple-negative breast cancer by regulating the plasminogen activation pathway. In Molecular oncology, 18, 91-112. doi:10.1002/1878-0261.13528. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37753740/
5. Casanova-Salas, Irene, Masiá, Esther, Armiñán, Ana, Vicent, Maria Jesús, López-Guerrero, José Antonio. 2015. MiR-187 Targets the Androgen-Regulated Gene ALDH1A3 in Prostate Cancer. In PloS one, 10, e0125576. doi:10.1371/journal.pone.0125576. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25969992/