基因Acss1,即Acetyl-CoA synthetase short-chain family member 1,是一种在细胞代谢中发挥关键作用的酶。它负责将乙酸转化为线粒体中的乙酰辅酶A(Acetyl-CoA),这是脂肪酸和胆固醇合成的必要步骤,同时参与糖酵解和三羧酸循环等过程。Acss1在多种细胞类型中表达,包括肝脏、肌肉和脂肪细胞,并且其表达水平受到细胞能量状态和营养状况的调节。
研究表明,Acss1的表达和功能与多种代谢性疾病和癌症的发生发展密切相关。例如,Acss1的表达在非酒精性脂肪肝疾病(NAFLD)中升高,并且Acss1的乙酰化修饰可以导致脂质代谢紊乱和细胞衰老,进而促进NAFLD的发生[1]。此外,Acss1的表达在肝癌中升高,并且与肿瘤生长和恶性程度相关[4]。在缺氧条件下,Acss1通过促进脂质合成和维持组蛋白乙酰化水平,促进癌细胞存活和肿瘤生长[6]。
Acss1的进化历史和功能也受到了研究者的关注。研究发现,在脊椎动物中,Acss1基因存在两种亚型:Acss1A和Acss1B。Acss1A在所有脊椎动物中广泛存在,而Acss1B主要存在于鱼类和爬行动物中[2]。Acss1基因的这种多样性可能与其在不同物种中的功能和适应性有关。
除了在肝脏和癌症中的研究,Acss1还与肌肉萎缩和衰老相关。研究表明,Acss1的表达在肌肉萎缩模型中下调,并且与肌肉质量和功能下降相关[3]。此外,Acss1的表达在衰老过程中也发生变化,可能参与调节肌肉和代谢系统的功能[5]。
综上所述,Acss1是一种重要的代谢酶,参与多种生物学过程,包括脂肪酸和胆固醇合成、糖酵解、三羧酸循环和组蛋白乙酰化。Acss1的表达和功能与多种代谢性疾病和癌症的发生发展密切相关,并且其进化历史和功能也受到了研究者的关注。未来的研究可以进一步探索Acss1在疾病发生发展中的作用机制,并寻找针对Acss1的药物靶点,为相关疾病的治疗提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Xu, Guogang, Quan, Songhua, Schell, Joseph, Chocron, E Sandra, Gius, David. 2024. Mitochondrial ACSS1-K635 acetylation knock-in mice exhibit altered metabolism, cell senescence, and nonalcoholic fatty liver disease. In Science advances, 10, eadj5942. doi:10.1126/sciadv.adj5942. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38758779/
2. Castro, L Filipe C, Lopes-Marques, Monica, Wilson, Jonathan M, Santos, Miguel M, Cunha, Isabel. 2012. A novel Acetyl-CoA synthetase short-chain subfamily member 1 (Acss1) gene indicates a dynamic history of paralogue retention and loss in vertebrates. In Gene, 497, 249-55. doi:10.1016/j.gene.2012.01.013. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22313524/
3. Cui, Hailong, Hu, Die, Liu, Yanling, Zhao, Jiejie. 2023. Identifying Acss1, Mtfp1 and Oxct1 as key regulators and promising biomarkers of sarcopenia in various models. In Gene, 896, 148053. doi:10.1016/j.gene.2023.148053. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38042218/
4. Björnson, Elias, Mukhopadhyay, Bani, Asplund, Anna, Nielsen, Jens, Mardinoglu, Adil. 2015. Stratification of Hepatocellular Carcinoma Patients Based on Acetate Utilization. In Cell reports, 13, 2014-26. doi:10.1016/j.celrep.2015.10.045. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26655911/
5. Huang, Hui, Xue, Jinju, Zheng, Jiaxuan, Hou, Dan, Lin, Jianping. 2021. Bioinformatic analysis of the gene expression profile in muscle atrophy after spinal cord injury. In Scientific reports, 11, 21903. doi:10.1038/s41598-021-01302-6. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34754020/
6. Gao, Xue, Lin, Shu-Hai, Ren, Feng, Yang, Peng-Yuan, Lei, Qun-Ying. 2016. Acetate functions as an epigenetic metabolite to promote lipid synthesis under hypoxia. In Nature communications, 7, 11960. doi:10.1038/ncomms11960. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27357947/