基因Acer1,也称为碱性鞘磷脂酶1,是一种在哺乳动物中发现的酶,它属于鞘磷脂酶家族。鞘磷脂酶是一类催化鞘脂水解的酶,将鞘脂水解成鞘氨醇、二氢鞘氨醇和植物鞘氨醇,并释放出自由脂肪酸。鞘磷脂酶根据其催化活性最适pH值被分为酸性、中性和碱性鞘磷脂酶。Acer1是碱性鞘磷脂酶家族的一员,主要在碱性环境中发挥催化作用[1]。
Acer1在哺乳动物的多种生物学过程中发挥着重要作用,包括细胞分化、增殖、凋亡、粘附和迁移。Acer1通过控制鞘氨醇和鞘氨醇-1-磷酸(S1P)的生成,介导细胞分化。鞘氨醇和S1P是生物活性鞘脂,它们在细胞增殖、分化、凋亡、粘附和迁移等生物学过程中发挥重要作用。Acer1在哺乳动物中的表达水平较低,但在皮肤中高度表达,在角质形成细胞分化中发挥重要作用[2]。
Acer1在多种人类疾病中发挥重要作用,包括癌症、糖尿病、心血管疾病和阿尔茨海默病。在癌症中,Acer1的表达水平与肿瘤的发生和发展密切相关。在糖尿病中,Acer1的表达水平与胰岛素抵抗的发生和发展密切相关。在心血管疾病中,Acer1的表达水平与动脉粥样硬化的发生和发展密切相关。在阿尔茨海默病中,Acer1的表达水平与神经退行性病变的发生和发展密切相关[3]。
研究发现,Acer1的表达水平与头颈部鳞状细胞癌(HNSCC)患者的预后密切相关。Acer1在HNSCC组织中的表达水平显著下调,且与HNSCC患者的预后良好相关。Acer1的表达水平还与免疫细胞浸润水平密切相关,提示Acer1在调节肿瘤免疫中发挥着重要作用[4]。
此外,Acer1还与皮肤生物学密切相关。Acer1通过控制鞘脂代谢,维持毛囊干细胞的稳态,从而保护小鼠免受过早脱发。Acer1的缺失会导致皮肤中各种鞘脂和鞘氨醇类物质的水平升高,进而导致小鼠的渐进性脱发。机制研究表明,Acer1的缺失会导致毛囊漏斗部扩张,并导致毛囊干细胞的逐渐丧失,这是由于毛囊干细胞的存活能力和干细胞特性降低所致[5]。
综上所述,Acer1是一种重要的碱性鞘磷脂酶,参与调控鞘脂代谢和多种生物学过程。Acer1在多种人类疾病中发挥重要作用,包括癌症、糖尿病、心血管疾病和阿尔茨海默病。Acer1的研究有助于深入理解鞘脂代谢的生物学功能和疾病发生机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Xu, Ruijuan, Antwi Boasiako, Paul, Mao, Cungui. 2020. Alkaline ceramidase family: The first two decades. In Cellular signalling, 78, 109860. doi:10.1016/j.cellsig.2020.109860. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33271224/
2. Mao, Cungui, Obeid, Lina M. 2008. Ceramidases: regulators of cellular responses mediated by ceramide, sphingosine, and sphingosine-1-phosphate. In Biochimica et biophysica acta, 1781, 424-34. doi:10.1016/j.bbalip.2008.06.002. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18619555/
3. Parveen, Farzana, Bender, Daniel, Law, Shi-Hui, Chen, Chih-Chieh, Ke, Liang-Yin. 2019. Role of Ceramidases in Sphingolipid Metabolism and Human Diseases. In Cells, 8, . doi:10.3390/cells8121573. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31817238/
4. Liu, Zhixin, Yang, Xiaoqi, Chen, Shuai, Liu, Heng, Yang, Hui. 2024. Tumor suppressor ACER1 correlates with prognosis and Immune Infiltration in head and neck squamous cell carcinoma. In Scientific reports, 14, 28039. doi:10.1038/s41598-024-78663-1. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39543336/
5. Lin, Chih-Li, Xu, Ruijuan, Yi, Jae Kyo, Hannun, Yusuf A, Mao, Cungui. 2017. Alkaline Ceramidase 1 Protects Mice from Premature Hair Loss by Maintaining the Homeostasis of Hair Follicle Stem Cells. In Stem cell reports, 9, 1488-1500. doi:10.1016/j.stemcr.2017.09.015. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29056331/