Cyp11a1，也称为P450scc，是一种编码P450scc酶的基因，该酶催化类固醇生物合成的第一步和限速步骤，即胆固醇转化为孕烯醇酮。Cyp11a1在肾上腺和性腺中表达，其表达受垂体肽激素的控制。转录因子SF-1与Cyp11a1启动子结合，在组织特异性和激素调节的基因表达中发挥重要作用。转基因小鼠实验表明，Cyp11a1启动子与报告基因的连接对于Cyp11a1基因表达的平衡至关重要。此外，Cyp11a1基因的靶向突变也揭示了该基因在类固醇分泌、基因调节和外生殖器发育中的重要性。在成年人的性腺和肾间腺中表达，类似于哺乳动物。此外，它在早期胚胎发生过程中的蛋黄合胞层中也表达。这两个动物模型相互补充，有助于理解与类固醇失衡相关的人类疾病中的基因调控途径[1]。

类固醇激素是重要的生理调节因子，控制我们的葡萄糖和盐平衡，以及性特征。类固醇激素的合成受到严格控制；类固醇分泌的紊乱通常会导致疾病。控制类固醇分泌的机制，即类固醇生成，一直是研究的焦点。CYP11A1控制类固醇生物合成的第一步和限速步骤。它在肾上腺皮质和性腺中表达，受垂体激素通过cAMP信号通路控制。CYP11A1基因的启动子含有与转录因子SF-1结合的序列，SF-1在类固醇生成基因的组织特异性和激素调节表达中起着重要作用。详细的转录分析记录了SF-1在体外和体内激活CYP11A1的重要性。其他因素如c-Jun也参与其中。各种转录因子形成蛋白质-DNA复合物的组装似乎是CYP11A1转录的关键步骤[2]。

多囊卵巢综合征（PCOS）是一种生殖障碍，其主要特征是雄激素过量产生。它同样受到基因和环境的影响。CYP11A1基因对于类固醇生成至关重要，因此该基因的失调或突变可能导致PCOS发病机制。因此，该基因中的核苷酸多样性可以帮助发现患PCOS的可能性。本研究旨在调查人类CYP11A1基因中单核苷酸多态性对编码突变蛋白的不同属性的影响，即亚细胞定位、本体论、半衰期、等电点、不稳定性指数、脂肪族指数、消光系数、3D和2D结构以及跨膜拓扑结构。为此，首先从Ensembl中检索了所需基因的编码序列（CDS）和单核苷酸多态性（SNPs），然后使用EXPASY工具翻译CDS。获得的蛋白质序列经过不同的工具处理，包括CELLO2GO、ProtParam、PHYRE2、I-Mutant、SIFT和PolyPhen。研究发现，在分析的项目中，共有78个SNPs，其中17个突变，即外显子1中的rs750026801，外显子2中的rs776056840、rs779154292和rs1217014229，外显子3中的rs549043326，外显子4中的rs755186597，外显子5中的rs1224774813、rs757299093和rs1555425667，外显子7中的rs1454328072，外显子8中的rs762412759和rs755975808，以及外显子9中的rs754610565、rs779413653、rs765916701、rs1368450780和rs747901197，显著改变了突变蛋白的结构、亚细胞定位和物理化学特性。在目前研究中记录的59个错义SNPs中，根据SIFT和PolyPhen工具，分别有55个和53个被证明是有害的。49个错义突变被发现对突变蛋白的稳定性有降低作用。因此，这些遗传变异可以作为人类女性中PCOS易感性的潜在生物标志物[3]。

瘦素A（OXA）主要以其在调节摄食行为、能量代谢和睡眠/觉醒周期中的作用而闻名。然而，研究表明它参与调节猪生殖系统。因此，本研究的目的是调查OXA的影响（1、10、100nM），在有或没有选择性瘦素受体1型拮抗剂（SB-3348667；1μM）的情况下，对关键类固醇生成酶的基因表达：类固醇生成急性调节蛋白（StAR）、P450侧链裂解酶（CYP11A1）和3β-羟基类固醇脱氢酶（HSD3B1），以及对黄体酮（P4）和雄烯二酮（A4）的分泌。从妊娠第10-11、12-13、15-16和27-28天以及发情周期的第10-11天的母猪子宫内膜和肌层组织切片中收集。通过实时PCR评估基因表达。通过放射免疫测定（RIA）检查分泌到培养基中的类固醇激素水平。在本研究中，在子宫内膜中，OXA在妊娠第12-13天显著刺激StAR表达，在妊娠第27-28天刺激CYP11A1表达，在妊娠第15-16天刺激HSD3B1表达。此外，在这种组织中，OXA降低了妊娠第10-11天的StAR mRNA水平，妊娠第15-16天的CYP11A1 mRNA水平，以及妊娠第10-11天和12-13天的HSD3B1 mRNA水平。关于肌层，OXA在妊娠第15-16天刺激CYP11A1基因表达。在这种组织中，OXA降低了妊娠第15-16天的StAR转录本含量和妊娠第27-28天的CYP11A1 mRNA水平。我们还证明了OXA单独在妊娠第10-11天和12-13天增强了子宫内膜中P4的分泌。OXA单独对子宫内膜和肌层A4的分泌没有显著影响，而OXA与OX1R拮抗剂联合增加了所有研究阶段的妊娠期这种激素的分泌。因此，我们可以得出结论，OXA可能通过参与调节关键类固醇生成酶的基因表达以及调节妊娠早期和发情周期中期类固醇激素的分泌来影响猪子宫中P4和A4的从头合成和分泌。然而，需要进一步的研究来解释OXA在猪子宫中的确切作用[4]。

胆固醇和幽门螺杆菌（H.pylori）都是胃癌（GC）的风险因素。然而，胆固醇和H.pylori之间的关系及其在GC进展中的作用尚有争议。在本研究中，我们提出H.pylori可以诱导线粒体胆固醇积累并通过胆固醇促进GC增殖和保护GC细胞免受凋亡。代谢组学和转录组学测序用于识别H.pylori诱导的胆固醇积累负责的CYP11A1。体外和体内功能实验表明，胆固醇可以促进GC的增殖并抑制凋亡。机制上，细胞毒素相关基因A（CagA）和CYP11A1的相互作用重新分布了线粒体CYP11A1，导致线粒体胆固醇积累。CYP11A1敲低上调了胆固醇积累，并以胆固醇依赖的方式再现了胆固醇对GC的影响。此外，CYP11A1敲低或H.pylori感染抑制了线粒体自噬并维持了线粒体稳态。H.pylori可以通过CagA/CYP11A1-mitoCHO轴促进GC的进展。本研究表明，H.pylori可以通过胆固醇促进GC的进展，根除H.pylori对GC患者仍然具有预后益处[5]。

自闭症谱系障碍（ASD）是一组神经发育障碍，在男性中更为普遍。我们之前的研究表明，自闭症谱系障碍儿童中孕酮水平较低，这表明细胞色素P-450scc基因（CYP11A1）和细胞色素P-45011beta基因（CYP11B1）可能是自闭症谱系障碍的候选基因。本研究旨在调查CYP11A1基因中的rs2279357单核苷酸多态性和CYP11B1基因中的rs4534和rs4541单核苷酸多态性与中国儿童自闭症谱系障碍之间的家族基础遗传相关性，这些基因根据其在中国人群中的编码区域和5'和3'区域的位置以及等位基因频率大于0.05进行选择。在100个中国汉族自闭症谱系障碍家庭三联体中进行了传递不平衡检验和病例对照关联分析。3个单核苷酸多态性的基因型和等位基因频率在自闭症谱系障碍儿童与其父母之间没有统计学差异（P>.05）。传递不平衡检验分析显示CYP11A1基因rs2279357单核苷酸多态性存在传递不平衡（χ2=5.038，P<.001）。我们的发现为进一步支持自闭症谱系障碍的易感基因存在于或靠近汉族人群的CYP11A1基因中的假设提供了进一步的支持[6]。

CYP11A1是类固醇合成中的关键酶，在肾上腺、睾丸、卵巢和胎盘中有丰富的表达。本文回顾了关于CYP11A1启动子顺式调控元件和转录调控因子最近的研究，特别关注它们的组织特异性调节。转录调控因子包括组织特异性因子，如SF-1、DAX-1、TReP-132、LBP和GATA，它们调节CYP11A1的组织特异性表达。这些组织特异性因子与大多数细胞中普遍存在的因子如AP-1、Sp1和AP-2相互作用，以使CYP11A1转录达到最大潜力。这些转录因子通过与它们的特异性顺式元件或通过它们之间的蛋白质-蛋白质相互作用来刺激CYP11A1转录活性。Cyp11a1启动子上的顺式元件在体外和体内进行了进一步的特征描述。近端SF-1结合位点的突变导致肾上腺和睾丸中CYP11A1的下调，但在卵巢和胎盘中没有下调，导致皮质酮昼夜节律减弱和应激反应钝化[7]。

CYP11A1是一种位于线粒体内膜的蛋白质，催化类固醇合成的第一步。作为一种类固醇生成细胞的标记基因，CYP11A1的丰度表征了类固醇生成细胞分化的程度。此外，完全分化的类固醇生成细胞的线粒体具有管泡状嵴。然而，CYP11A1在改变线粒体结构和类固醇生成细胞分化中的作用尚未得到研究。我们工程化非类固醇生成猴肾COS1细胞，使其在四环素诱导下表达CYP11A1，并检查这些细胞的线粒体结构。我们还绘制了导致线粒体结构改变的CYP11A1结构域。我们搜索了与CYP11A1相互作用的蛋白质，并研究了这种相互作用蛋白在塑造线粒体结构中的作用。最后，我们检查了CYP11A1过表达对线粒体接触位点和嵴组织系统数量的影响。我们发现，CYP11A1过表达导致线粒体中管泡状嵴的形成。我们还确定位于氨基酸#57-68的A'-螺旋足以进行膜插入和嵴重塑。我们确定了热休克蛋白60（Hsp60）为CYP11A1相互作用的蛋白质，并表明Hsp60对于CYP11A1的积累和嵴重塑是必需的。最后，我们发现，当CYP11A1过表达时，MIC10复合物减少。CYP11A1参与类固醇生成细胞线粒体中管泡状嵴的形成。其A'-螺旋足以形成管泡状嵴，并足以将蛋白质整合到膜中。CYP11A1与Hsp60相互作用，这对于CYP11A1的积累是必需的。CYP11A1的积累导致MIC10复合物的减少和线粒体结构的改变[8]。

本研究旨在调查负责类固醇生成机制的CYP11A1 rs4886595和CYP11A1 rs4887139基因多态性的等位基因频率，以研究多囊卵巢综合征（PCOS）患者和对照组女性。样品于2019年9月至12月从近东大学医院妇产科获得。仅包括年龄在18-40岁之间的非肥胖患者。肥胖患者和40岁以上的患者被排除在研究之外。非肥胖女性和正常排卵者被纳入对照组。从血液样本中提取DNA。使用实时聚合酶链反应（PCR）分析各种与多囊卵巢综合征相关的基因中的单核苷酸多态性（SNPs）。使用实时PCR结果计算了与多囊卵巢综合征相关的基因中的SNPs的等位基因频率。研究使用了从120名女性中获得的样本，其中55名是非肥胖且正常排卵的，65名是多囊卵巢综合征患者。CYP11A1 rs4887139 G>A的变异没有显示任何意义，而CYP11A1 rs4886595 C>A的变异在患者和对照组之间显示出显著差异（p=0.01）。未来的研究应该集中于阐明PCOS的易感原因，使用广泛的SNPs和更大的样本量。对不同来源的多囊卵巢综合征患者进行的全基因组关联研究将有助于识别候选基因以及与多囊卵巢综合征风险相关的蛋白质[9]。

CYP11A1基因编码胆固醇侧链裂解酶，也称为细胞色素P450scc，该酶在类固醇生物合成的第一步中催化胆固醇转化为孕烯醇酮。CYP11A1在肾上腺和性腺中的选择性表达，受激素和发育的调节，主要由其2.3 kb启动子驱动。多种转录因子，如SF-1、Sp1、AP-2、TReP-132、LBP-1b、LBP-9、AP-1、NF-1和Ets，通过与其特异性顺式作用元件的DNA-蛋白质相互作用或它们之间的蛋白质-蛋白质相互作用来控制CYP11A1的转录，其中SF-1在肾上腺和睾丸中起着中心作用。除了与其近端和上游基序结合外，SF-1还与TFIIB、CBP/p300、TReP-132和c-Jun/AP-1物理相互作用，以特异性地传递cAMP的调节信号。其他因子，如Sp1家族成员、AP-2和LBP-1b/LBP-9可能是CYP11A1转录的其他因子，尤其是在胎盘细胞中。TATA序列也可能有助于CYP11A1转录的组织特异性和激素调节。本文回顾了最近的研究，重点关注肾上腺和性腺[10]。

综上所述，Cyp11a1是一种重要的基因，参与类固醇生物合成的第一步，其表达受多种转录因子的调控。Cyp11a1的突变和多态性与多种疾病相关，包括PCOS、胃癌和自闭症谱系障碍。Cyp11a1的研究有助于深入理解类固醇生成机制和其在疾病发生中的作用，为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。