Acot9,也称为酰基辅酶A硫酯酶9,是一种关键的细胞脂肪酸利用调节因子。它通过催化酰基辅酶A硫酯的水解,将酰基辅酶A硫酯转化为非酯化脂肪酸和辅酶A(CoA),从而调节细胞内的脂肪酸水平。酰基辅酶A硫酯酶家族成员控制着细胞对脂肪酸的利用,通过水解(去激活)酰基辅酶A成为非酯化脂肪酸和CoASH。
在肥胖诱导的非酒精性脂肪肝疾病(NAFLD)和非酒精性脂肪性肝炎(NASH)的发病机制中,与酰基辅酶A(CoA)硫酯酶家族成员相关的异常脂质代谢和肝糖生产增加有关。在Caenorhabditis elegans中,Acot9被鉴定为酰基辅酶A硫酯酶家族中脂质积累最强的调节因子。肥胖患者肝脏中Acot9的表达高于健康对照组。在过度营养的情况下,Acot9的全身性缺失可以保护小鼠免受体重增加、肝糖生产、脂肪肝和脂肪性肝炎的影响。肝脏特异性删除Acot9可以抑制小鼠的肝糖生产和脂肪肝,而不会影响饮食诱导的体重增加。相反,仅在Acot9敲除小鼠的肝脏中恢复Acot9的表达足以促进肝糖生产和脂肪肝。在机制上,肝脏中的Acot9定位于线粒体内膜,在那里它去激活短链但不是长链的脂肪酸酰基辅酶A。Acot9的独特定位和活性将乙酰辅酶A从蛋白赖氨酸乙酰化引导到柠檬酸(TCA)循环。Acot9介导的三酰甘油和葡萄糖生物合成的加剧至少部分归因于TCA循环活性的增加,这为肝糖生产和DNL提供了底物。β-氧化和酮体产生依赖于长链脂肪酸酰基辅酶A,不受Acot9的调节。综上所述,我们的研究结果表明,Acot9在肥胖的病理生理学中促进了肝糖生产和DNL。因此,Acot9是管理NAFLD的一个靶点[2]。
Acot9在肝细胞癌(HCC)的发生发展中起着关键的作用。Acot9的表达在HCC中显著升高,至少部分是由于miR-449c-3p的下调。Acot9的上调与HCC患者的预后不良密切相关。在HCC细胞中敲低Acot9的表达可以显著降低细胞的增殖、集落形成、迁移和侵袭,主要通过抑制G1到S细胞周期转变和上皮-间质转化(EMT)。相反,强制表达Acot9可以促进HCC的生长和转移。此外,我们发现Acot9通过增加从头脂肪生成来重新编程HCC细胞中的脂质代谢。进一步研究表明,增加的脂肪生成参与了Acot9促进的HCC生长和转移。总的来说,我们证明了Acot9通过重新编程HCC中的脂质代谢来促进肿瘤生长和转移,表明Acot9是HCC治疗的一个潜在的治疗靶点[1]。
此外,Acot9还与儿童早发性疾病JMML的发生发展有关。JMML是一种罕见而独特的儿童早期疾病,其治疗主要依赖于造血干细胞移植,长期总体生存率仅为50-60%。本研究调查了靶向JMML中过表达的lncRNA的潜在治疗价值。对19名未经治疗的JMML患者的骨髓和周围血单个核细胞制备物以及3名健康儿童的RNA测序显示,有185个差异表达的lncRNA基因(131个上调和54个下调)。为10个过表达的lncRNA设计了LNA GapmeRs。在6个lncRNA中,观察到2个或更多独立GapmeRs在24小时孵育后分子敲低(与mock对照组相比≥70%)。对于3个lncRNA(lnc-THADA-4、lnc-ACOT9-1和NRIR),在JMML单核细胞的原代培养中孵育72小时后,细胞活力显著降低。重要的是,细胞损伤的程度与相关lncRNA的表达水平相关。总之,我们在原代JMML细胞培养中证明,敲低过表达的lncRNA,如lnc-THADA-4、lnc-ACOT9-1和NRIR,可能是一种可行的治疗策略[3]。
综上所述,Acot9是一种重要的酰基辅酶A硫酯酶,参与调节细胞内的脂肪酸水平。它在多种疾病中发挥重要作用,包括NAFLD、NASH、HCC和JMML。Acot9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。
参考文献:
1. Wang, Bao, Zhang, Hui, Chen, Ya F, Chen, Chong, Yuan, Peng. 2022. Acyl-CoA thioesterase 9 promotes tumour growth and metastasis through reprogramming of fatty acid metabolism in hepatocellular carcinoma. In Liver international : official journal of the International Association for the Study of the Liver, 42, 2548-2561. doi:10.1111/liv.15409. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36004563/
2. Steensels, Sandra, Qiao, Jixuan, Zhang, Yanzhen, Ortlund, Eric A, Ersoy, Baran A. . Acyl-Coenzyme A Thioesterase 9 Traffics Mitochondrial Short-Chain Fatty Acids Toward De Novo Lipogenesis and Glucose Production in the Liver. In Hepatology (Baltimore, Md.), 72, 857-872. doi:10.1002/hep.31409. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32498134/
3. Hofmans, Mattias, Lammens, Tim, Depreter, Barbara, Philippé, Jan, De Moerloose, Barbara. 2021. Long non-coding RNAs as novel therapeutic targets in juvenile myelomonocytic leukemia. In Scientific reports, 11, 2801. doi:10.1038/s41598-021-82509-5. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33531590/