智鼠故事 
C57BL/6JCya-Acox1em1flox/Cya 条件性基因敲除小鼠
复苏/繁育服务
产品名称：
Acox1-flox
产品编号：
S-CKO-00969
品系背景：
C57BL/6JCya
* 使用本品系发表的文献需注明：Acox1-flox mice (Strain S-CKO-00969) were purchased from Cyagen.
交付类型
周龄
性别
基因型
数量
只
基本信息
品系名称
C57BL/6JCya-Acox1em1flox/Cya
品系编号
CKOCMP-11430-Acox1-B6J-VA
产品编号
S-CKO-00969
基因名
Acox1
品系背景
C57BL/6JCya
基因别称
AOX；Acox；Paox；D130055E20Rik
NCBI号
修饰方式
条件性基因敲除
品系说明
该品系是基于策略设计时的数据库信息制作而成，建议您在购买前查询最新的数据库和相关文献，以获取最准确的表型信息。
小鼠表型
MGI:1330812 Mice homozygous for a targeted mutation that inactivates the gene show growth retardation, infertility, excess very long chain fatty acids in the blood, and progressive liver disease, including hepatomegaly, and hepatic adenomas and carcinomas.
质控标准
精子检测
① 冷冻前验证精子活力观察
② 冷冻验证每批次进行复苏验证
品系状态
在研小鼠
环境标准
SPF
供应地区
中国
品系详情
Acox1位于小鼠的11号染色体，采用基因编辑技术，通过高通量电转受精卵方式，获得Acox1基因条件性敲除小鼠，性成熟后取精子冻存。
Acox1-flox小鼠是由赛业生物（Cyagen）采用基因编辑技术构建的条件性基因敲除小鼠。Acox1基因位于小鼠11号染色体上，由14个外显子组成，其中ATG起始密码子在1号外显子，TGA终止密码子在14号外显子。条件性敲除区域（cKO区域）位于第四号至7号外显子，包含514个碱基对的编码序列。删除该区域会导致小鼠Acox1基因功能的丧失。Acox1-flox小鼠模型的构建过程包括利用BAC克隆RP23-142K17作为模板，通过PCR技术生成同源臂和cKO区域。随后，将核糖核蛋白（RNP）和靶向载体共同注入受精卵，并利用赛业生物（Cyagen）的基因编辑技术对目标区域进行修饰。出生的小鼠经过PCR和测序分析进行基因型鉴定。此外，携带敲除等位基因的小鼠表现出生长迟缓、不育、血液中过量的非常长链脂肪酸以及进行性肝病，包括肝肿大和肝腺瘤和肝细胞癌。
基因研究概述
酰辅酶A氧化酶1（ACOX1）是过氧化物酶体中的一种关键酶，负责催化脂肪酸β-氧化途径的第一步反应。它参与长链脂肪酸的分解代谢，对于维持机体的能量代谢平衡和脂质稳态具有重要作用。ACOX1的活性受到多种因素的调节，包括基因表达水平、蛋白质修饰和细胞内信号通路的调控。
在肥胖的背景下，肝脏ACOX1的表达水平升高，提示其在脂肪代谢中的作用可能增强。研究发现，肝脏特异性敲除Acox1基因的小鼠表现出对饮食诱导的肥胖、脂肪组织炎症和全身胰岛素抵抗的抵抗性。这些小鼠的血清中几种ω-3长链脂肪酸（C24-C28）的循环水平增加，这些脂肪酸具有促进棕色脂肪形成、线粒体生物合成和Glut4易位的作用，通过激活脂肪细胞中的脂质传感器GPR120。这些发现表明，肝脏过氧化物酶体β-氧化途径是代谢稳态的重要调节因子，并且ACOX1或其底物的操纵可能有助于治疗肥胖相关的代谢疾病[1]。
过氧化物酶体是哺乳动物组织中过氧化氢（H2O2）生成的主要场所，而ACOX1是脂肪酸β-氧化的第一个限速酶，也是H2O2的主要产生者。ACOX1功能障碍与过氧化物酶体紊乱和肝细胞癌的发生发展相关。研究发现，去乙酰化酶SIRT5存在于过氧化物酶体中，并且ACOX1是其生理底物。SIRT5介导的去琥珀酰化可以抑制ACOX1的活性，通过抑制其在细胞培养和小鼠肝脏中的活性二聚体形成。SIRT5的缺失会增加H2O2的产生和氧化DNA损伤，而ACOX1的敲低可以缓解这些损伤。此外，SIRT5在肝细胞癌（HCC）中下调，与ACOX1的琥珀酰化和活性增加以及氧化DNA损伤反应相关。这些结果表明，SIRT5在抑制过氧化物酶体诱导的氧化应激、肝脏保护和抑制HCC发展中具有重要作用[2]。
TXNIP/VDUP1（硫氧还蛋白相互作用蛋白）是细胞应激反应的关键介导因子，在非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）患者和小鼠中表达上调。研究发现，TXNIP的升高与自噬的受损相关，表现为LC3B斑点减少和p62表达增加。敲除Txnip基因可以增强肝脏脂肪变性、炎症和纤维化，并伴随着自噬和脂肪酸氧化的受损。TXNIP直接与p-PRKAA相互作用并正调节其活性，导致mTORC1的失活和TFEB的核易位，从而促进自噬。雷帕霉素处理可以诱导自噬并增加脂肪酸氧化相关基因的表达，同时减少PA处理的txnip敲除（KO）肝细胞中的脂质积累，这一作用可以被Atg7沉默所消除。雷帕霉素治疗还可以减轻MCD饮食诱导的脂肪变性、炎症和纤维化，并增加TFEB的核易位和恢复txnip-KO小鼠中的脂肪酸氧化。这些发现表明，TXNIP通过诱导自噬和脂肪酸氧化来减轻非酒精性脂肪性肝炎，并且靶向TXNIP可能成为NASH的潜在治疗方法[3]。
在肝移植患者中，ACOX1基因的表达水平与乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒和肝细胞癌的存在相关。研究发现，ACOX1基因的表达水平在所有三个肝移植受体组中与正常对照组相比都降低，而ACOX1和NRF1的蛋白表达水平在所有三个肝移植受体组中与正常对照组相比都显著降低。这些结果表明，ACOX1和NRF1基因及其蛋白表达可能影响慢性肝病的发展[4]。
Mitchell综合征（MITCH）是一种罕见的常染色体显性遗传性疾病，表现为发作性脱髓鞘、感觉运动性多神经病和听力下降。MITCH是由ACOX1基因的杂合突变引起的，该基因编码直链酰辅酶A氧化酶。研究发现，一位7岁的中国女孩携带了ACOX1基因的杂合突变c.710A>G（p.Asp237Ser），导致了MITCH的症状。这是中国人群中报道的第一例MITCH病例，并且p.Asp237Ser可能是ACOX1基因中的突变热点。ACOX1基因突变可能导致过氧化物酶体功能障碍，进而引起脂肪酸代谢紊乱，从而导致MITCH的发病机制[5]。
在马匹中，ACOX1基因的变异性与不同品种的适应性有关。研究发现，ACOX1基因的SNP（rs782885985）在适应恶劣环境条件的马匹中表现出G等位基因的优势，而在赛马中T等位基因的频率较高。这表明ACOX1基因在能量代谢中具有重要作用，并且在不同的品种中可能受到选择压力的影响[6]。
在结直肠癌中，PTPRO（蛋白酪氨酸磷酸酶受体O型）的表达下调与患者的预后不良相关。研究发现，PTPRO的沉默可以显著促进CRC细胞的生长和肝脏转移。PTPRO的缺失导致脂肪酸合成的激活，表现为SREBP1和ACC1的表达增加。此外，PTPRO的缺失还可以降低脂肪酸氧化速率，表现为PPARα和ACOX1的表达下调。这些结果表明，PTPRO通过调节AKT/mTOR/SREBP1/ACC1和MAPK/PPARα/ACOX1通路以及重编程脂质代谢来抑制CRC的发展和转移[7]。
α-酮丁酸是一种代谢物，可以通过促进过氧化物酶体功能来延长寿命。研究发现，α-酮丁酸可以通过促进NAD+的产生来增强SIR-2.1/SIRT1介导的过氧化物酶体功能和生物合成，并增加过氧化物酶体脂肪酸β-氧化途径中acox-1.2/ACOX1的表达。ACOX-1.2/ACOX1促进H2O2的形成，从而激活SKN-1/NRF2转录因子，进而延长线虫的寿命。此外，α-酮丁酸还可以通过SIRT1-ACOX1-H2O2-NRF2通路延缓成纤维细胞的细胞衰老。这些发现揭示了α-酮丁酸在延长寿命和改善健康寿命方面的作用，通过协调NAD+-SIRT1信号通路和过氧化物酶体功能[8]。
在牛中，ACOX1基因的变异性与超声波性状相关。研究发现，ACOX1基因的第13个外显子中存在一个SNP（A1865C），其等位基因频率在641头牛中进行了调查。此外，该SNP与超声波背膘厚度和超声波大理石花纹得分有显著相关性。这些结果表明，ACOX1基因的SNP可能作为牛繁殖和育种中肉品质性状的遗传标记[9]。
缺氧可以加重非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）的进展，通过HIF-2α/PPARα通路。研究发现，与HIF-1α相比，HIF-2α对脂质代谢的影响不同。缺氧可能通过上调HIF-2α来加重NAFLD的进展，进而抑制肝脏中的PPARα。在体外和体内研究中，缺氧导致脂肪变性肝细胞对缺氧更加敏感，并且与HIF-2α的表达增加相关。此外，缺氧条件下的HIF-2α过表达抑制了PPARα，导致PGC-1α、NRF-1和ESRRα的下调和线粒体功能障碍。缺氧还下调了β-氧化基因（如CPT1α、CPT2α、ACOX1和ACOX2）的表达，并上调了脂质合成基因（如LXRα、FAS和SCD1）的表达。这些结果表明，缺氧通过抑制脂肪酸β-氧化和诱导脂质合成来加重NAFLD的进展[10]。
综上所述，ACOX1在脂肪酸代谢和能量代谢中发挥着重要作用。ACOX1的调节与多种生物学过程和疾病发生相关，包括代谢稳态、氧化应激、自噬、脂肪酸氧化、肿瘤发生和寿命调控。深入研究ACOX1的调节机制和功能，有助于揭示其在疾病发生和发展中的作用，并为相关疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献：
1. Lu, Dongliang, He, Anyuan, Tan, Min, Semenkovich, Clay F, Lodhi, Irfan J. 2024. Liver ACOX1 regulates levels of circulating lipids that promote metabolic health through adipose remodeling. In Nature communications, 15, 4214. doi:10.1038/s41467-024-48471-2. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38760332/
2. Chen, Xiu-Fei, Tian, Meng-Xin, Sun, Ren-Qiang, Guan, Kun-Liang, Ye, Dan. 2018. SIRT5 inhibits peroxisomal ACOX1 to prevent oxidative damage and is downregulated in liver cancer. In EMBO reports, 19, . doi:10.15252/embr.201745124. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29491006/
3. Park, Hee-Seon, Song, Ji-Won, Park, Jin-Ho, Won, Young-Suk, Kwon, Hyo-Jung. 2020. TXNIP/VDUP1 attenuates steatohepatitis via autophagy and fatty acid oxidation. In Autophagy, 17, 2549-2564. doi:10.1080/15548627.2020.1834711. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33190588/
4. Abdolyousefi, Ehsan Nabi, Motalleb, Gholamreza, Yaghobi, Ramin. 2021. Association Between ACOX1 and NRF1 Gene Expression and Hepatitis B and C Virus Infections and Hepatocellular Carcinoma in Liver Transplant Patients (Shiraz, Iran). In Experimental and clinical transplantation : official journal of the Middle East Society for Organ Transplantation, 20, 52-58. doi:10.6002/ect.2021.0175. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34763625/
5. Shen, Mengxiao, Chen, Qian, Gao, Yanyan, Ji, Xinna, Zhang, Xue. 2023. A de novo heterozygous variant in ACOX1 gene cause Mitchell syndrome: the first case in China and literature review. In BMC medical genomics, 16, 156. doi:10.1186/s12920-023-01577-w. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37400800/
6. Myćka, Grzegorz, Musiał, Adrianna D, Stefaniuk-Szmukier, Monika, Piórkowska, Katarzyna, Ropka-Molik, Katarzyna. 2020. Variability of ACOX1 Gene Polymorphisms across Different Horse Breeds with Regard to Selection Pressure. In Animals : an open access journal from MDPI, 10, . doi:10.3390/ani10122225. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33260884/
7. Dai, Weixing, Xiang, Wenqiang, Han, Lingyu, Li, Qingguo, Cai, Guoxiang. 2022. PTPRO represses colorectal cancer tumorigenesis and progression by reprogramming fatty acid metabolism. In Cancer communications (London, England), 42, 848-867. doi:10.1002/cac2.12341. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35904817/
8. Wu, Nan, Ma, Yi-Cheng, Gong, Xin-Qian, Duan, Jia-Hong, Zou, Cheng-Gang. 2023. The metabolite alpha-ketobutyrate extends lifespan by promoting peroxisomal function in C. elegans. In Nature communications, 14, 240. doi:10.1038/s41467-023-35899-1. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36646719/
9. Jiao, Y, Zan, L S, Liu, Y F, Wang, H B. 2011. Molecular characterization, polymorphism of the ACOX1 gene and association with ultrasound traits in Bos taurus. In Genetics and molecular research : GMR, 10, 1948-57. doi:10.4238/vol10-3gmr1036. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21948757/
10. Chen, Jiandi, Chen, Jianxu, Fu, Huirong, Luo, Shunkui, Lu, Hongyun. 2019. Hypoxia exacerbates nonalcoholic fatty liver disease via the HIF-2α/PPARα pathway. In American journal of physiology. Endocrinology and metabolism, 317, E710-E722. doi:10.1152/ajpendo.00052.2019. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31430204/
