Acaa2-flox 基因敲除小鼠

Acaa2，也称为Acetyl-CoAacyltransferase 2，是一种在脂肪酸代谢中发挥重要作用的酶。Acaa2催化脂肪酸β-氧化途径中的最后一步，即将酰基辅酶A（Acetyl-CoA）转化为酰基辅酶A酯，参与脂肪酸的分解代谢。在哺乳动物中，长链脂肪酸（LCFAs）作为能量储存的主要形式，在能量需求增加时被动员。LCFAs作为过氧化物酶体增殖物激活受体（PPARs）的配体，在调节能量代谢中发挥重要作用。PPARα主要在肝脏中表达，通过诱导β-氧化和生酮基因的表达，以及通过下调能量消耗来适应饥饿状态。PPARδ在骨骼肌中高表达，在饥饿和耐力运动期间诱导LCFAs的氧化基因表达，并调节葡萄糖代谢和线粒体生物合成。PPARγ在脂肪细胞中表达，感知到非酯化LCFAs的摄入，并诱导将LCFAs储存为三酰甘油的途径。脂肪细胞中PPARγ的另一个重要靶点是脂肪素，它可能作为脂肪细胞之间的间隔物，以维持它们的代谢活动和胰岛素敏感性[1]。

Acaa2在卵巢癌中发挥致癌作用。Acaa2的表达水平与肿瘤的发生和恶性进展密切相关。Acaa2过表达促进了卵巢癌的生长、增殖、迁移和侵袭，而Acaa2敲低抑制了卵巢癌的恶性进展以及裸鼠皮下肿瘤形成的能力。同时，研究发现OGT可以诱导Acaa2的糖基化修饰，并调节Acaa2在核质中的分布。OGT在卵巢癌中作为致癌基因发挥重要作用。此外，通过RNA测序测序，发现Acaa2调节DIXDC1的表达。Acaa2可能通过WNT/β-Catenin信号通路调节卵巢癌的恶性进展。因此，Acaa2是卵巢癌中的致癌基因，并有望成为卵巢癌治疗的靶点[2]。

Acaa2是甲状腺激素受体β1（TRβ1）的配体依赖性共激活因子。甲状腺激素（THs）在心脏的代谢表型中发挥重要作用，大多数作用涉及通过甲状腺激素受体（TRs）的转录调控。TRs与一系列伙伴形成组合复合物的能力，使得TRs在调节基因表达方面具有生理灵活性。研究发现，Acaa2作为线粒体硫酯酶酶，与TRβ1相互作用，并作为TRβ1的TH依赖性共激活因子发挥作用。Acaa2能够与TR识别序列结合，但不会改变TRβ1的DNA结合能力。因此，Acaa2作为TRβ1相关蛋白的发现，为理解能量途径分子如何操纵TH/TRs提供了新的范例[3]。

在肾脏损伤中，Acaa2的表达降低。肾小管近端脂肪酸β-氧化（FAO）的丢失是急性肾脏损伤和最终纤维化的关键介质。然而，肾小管近端损伤中FAO的转录调控因子仍然研究不足。研究发现，在肾小管近端细胞中，Krüppel样因子15（KLF15）在马兜铃酸I（AAI）处理后显著减少，AAI是一种特异性损伤肾小管的模型。Klf15的特异性敲除加剧了肾小管近端损伤和肾脏功能下降，与对照小鼠相比，在AAI治疗的活跃阶段以及缺血再灌注损伤后。此外，与对照小鼠相比，敲除小鼠在AAI治疗后的重塑阶段表现出增加的肾脏纤维化。肾脏皮质RNA测序显示，与对照小鼠相比，敲除小鼠中涉及免疫系统、整合素信号通路和代谢途径的转录本增加，特别是FAO和PPARα信号通路。通过计算机模拟和实验性染色质免疫沉淀研究，发现KLF15占据CPT1A和Acaa2基因启动子区域，与转录因子PPARα结合位点紧密相邻。Klf15的缺失导致Cpt1a和Acaa2的表达降低，从而导致FAO受损。在AAI处理的细胞中，KLF15的诱导部分挽救了FAO的丢失。Klf15、Ppara、Cpt1a和Acaa2的表达也在其他小鼠肾脏损伤模型中降低。在人类肾脏活检的表达阵列中，肾小管间质KLF15与eGFR、PPARA和CPT1A的表达独立相关。因此，肾小管近端特异性Klf15的丢失通过丢失与PPARα的相互作用，导致FAO基因转录的丢失，从而加剧急性肾脏损伤和纤维化[4]。

BRD4作为脂肪酸代谢基因和铁死亡的表观遗传调节因子。重塑脂质代谢被认为是肿瘤发生的基本步骤，影响铁死亡。然而，脂质代谢与铁死亡之间的分子机制仍然 largely 未知。研究发现，BRD4缺失减弱了线粒体中的氧化分解代谢，保护细胞免受脂质过氧化物的过度积累。机制研究发现，参与脂肪酸β-氧化（FAO）和多不饱和脂肪酸（PUFAs）合成的脂肪酸代谢相关基因（HADH、ACSL1和Acaa2）的转录水平取决于由BRD4和HMGB2在其启动子区域形成的超级增强子（SEs）的活动。因此，这项研究证明了BRD4对脂肪酸代谢至关重要，基于其表观遗传调节机制，并影响erastin诱导的铁死亡，为深入理解脂质代谢与铁死亡之间的关系提供了新的理论参考[5]。

肾细胞癌的代谢分类揭示了与临床和免疫特征的内在联系。肾脏癌症经历了显著的代谢转变，并对免疫治疗干预显示出响应。然而，肾细胞癌的代谢分类以及代谢改变与免疫浸润之间的关联仍然需要阐明。研究发现，肾细胞癌被分为3个代谢亚簇，低代谢亚簇显示出最差的预后、最高的侵袭性和AJCC分级，增强的免疫浸润但抑制的免疫表型。Acaa2、ACAT1、ASRGL1、AKR1B10、ABCC2和ANGPTL4被确定为构建6基因签名的预后模型，并在内部和外部使用ICGC队列进行验证。Acaa2被证明是一种肿瘤抑制因子，与更高的免疫浸润和CD8+ T细胞PD-1表达升高相关。该研究提出了一种新的肾细胞癌代谢分类方法，揭示了代谢表型与免疫表型之间的内在关联。所确定的基因签名可能作为连接肿瘤代谢和肿瘤免疫的关键因素，并值得进一步深入研究[6]。

Egr1通过转录上调Acaa2来对抗乙酰氨基酚诱导的肝毒性。乙酰氨基酚（APAP）诱导的肝损伤（AILI）是药物诱导肝损伤（DILI）的常见原因。AILI或DILI中保护机制的机制尚未阐明，Egr1在AILI中的作用及其潜在机制尚不清楚。研究发现，在AILI模型中，Egr1在体内和体外都被上调。肝特异性Egr1敲除加剧了AILI，而Ad-Egr1治疗则缓解了AILI。机制上，Egr1缺乏抑制了线粒体呼吸功能和AILI中的FAO活性，而Egr1过表达则促进了这些过程。Egr1在肝细胞中转录上调与FAO相关的基因。值得注意的是，乙酰辅酶A酰基转移酶2（Acaa2）的敲低削弱了Egr1的保护作用。临床上，AILI患者的肝脏组织中EGR1显著增加。有趣的是，肝脏组织和血清样本中的EGR1水平在特发性DILI患者中也明显升高。因此，Egr1通过转录上调Acaa2，改善线粒体FAO，在AILI中提供适应性保护，可能是AILI的潜在生物标志物和新的治疗靶点[7]。

ACAA2和FASN多态性影响基奥斯绵羊奶的脂肪酸谱。该研究旨在鉴定和关联绵羊DGAT1、FASN、SCD1和ACAA2基因中的单核苷酸多态性（SNP）与奶脂肪百分比和脂肪酸（FA）含量。从429只纯种基奥斯母羊中连续3个月收集了中泌乳期的奶样。将318只动物（来自104个父系半同胞家系）的基因分型数据与2,405只母羊的第一泌乳期表型和系谱信息以及1,184个脂肪含量和37,718个FA百分比记录一起使用混合模型进行分析。DGAT1基因的3'非翻译区（UTR）和SCD1基因的5'和3'UTR似乎是单态性的。FASN基因第31个外显子上的g.14777C>T SNP与C13:0相关，而ACAA2基因3'UTR上的g.2982T>C SNP与C9:0、C11:0、C12:1 cis-9、C13:0和ω6/ω3指数相关，而脂肪百分比并没有受到发现的SNPs的影响。这些结果对于旨在改善绵羊奶的质量和营养价值的育种计划可能是有用的[8]。

ACAA2基因中的一个单核苷酸多态性（SNP）与基奥斯绵羊的产奶量相关。该研究的目的是在绵羊乙酰辅酶A酰基转移酶2（ACAA2）基因中鉴定单核苷酸多态性（SNP），并研究其与产奶量性状的关联。通过测序来自塞浦路斯基奥斯羊的ACAA2基因的整个编码区域和3'和5'非翻译区（UTR）的个体，完成了分子特征描述。所有外显子都是单态性的，除了最后一个外显子，其中在基因的3'UTR中检测到一个单核苷酸多态性（SNP）（HM537015:g.2982T>C）。使用来自318只动物（来自104个父系半同胞家系）的SNP数据以及2,405只母羊的第一泌乳期表型和系谱信息，使用混合模型关联分析发现，这个SNP与产奶量显著相关。当分析产奶量信息时，SNP的影响仍然显著。两个等位基因在该位点的分离频率相似。T等位基因与产奶量增加相关，并表现出部分显性作用。具有g.2982TT或g.2982CT基因型的动物比具有g.2982CC基因型的动物具有显著更高的产奶量，g.2982T等位基因具有13.4（±4.7）kg的加性效应和7.9（±6.1）kg的显性效应。根据估计的等位基因效应和样本等位基因频率，g.2982T>C SNP解释了产奶量加性遗传变异的10%。讨论了一种可能的通过营养代谢的作用模式[9]。

MiR-152通过靶向Acaa2和HSD17B12基因调节MECs中的凋亡和三酰甘油产生。乳腺上皮细胞（MECs）影响泌乳期间的产奶能力，并对维持组织稳态至关重要。先前的研究发现，在产奶量高的奶牛MECs中，miR-152的表达显著增加。在当前的研究中，生物信息学分析确定了Acaa2和HSD17B12作为miR-152的潜在靶点，并通过双荧光素酶报告基因分析进一步验证。此外，miR-152的表达与Acaa2和HSD17B12基因的mRNA和蛋白水平呈负相关。此外，miR-152的转染显著上调了三酰甘油的产生，促进了MECs的增殖并抑制了凋亡。进一步研究发现，Acaa2和HSD17B12的过表达抑制了三酰甘油的产生，细胞增殖并诱导凋亡，而sh234-ACAA2-181/sh234-HSD17B12-474则逆转了这种趋势。这些发现表明，miR-152可以通过调节靶基因Acaa2和HSD17B12的表达，显著影响三酰甘油的产生并抑制凋亡[10]。

综上所述，Acaa2在脂肪酸代谢中发挥重要作用，参与能量代谢、肿瘤发生和肾脏损伤等多种生物学过程。Acaa2在卵巢癌中发挥致癌作用，并可能成为卵巢癌治疗的靶点。Acaa2还与TRβ1相互作用，作为其配体依赖性共激活因子发挥作用。在肾脏损伤中，Acaa2的表达降低，可能与肾脏纤维化有关。BRD4作为脂肪酸代谢基因和铁死亡的表观遗传调节因子，与Acaa2的表达相关。肾细胞癌的代谢分类揭示了与临床和免疫特征的内在联系，其中Acaa2被确定为一种肿瘤抑制因子。Egr1通过转录上调Acaa2来对抗乙酰氨基酚诱导的肝毒性。ACAA2和FASN多态性影响基奥斯绵羊奶的脂肪酸谱，而ACAA2基因中的一个SNP与基奥斯绵羊的产奶量相关。MiR-152通过靶向Acaa2和HSD17B12基因调节MECs中的凋亡和三酰甘油产生。因此，Acaa2的研究有助于深入理解脂肪酸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。