Hadha-flox 基因敲除小鼠

基因Hadha，也称为3-羟基酰辅酶A脱氢酶α亚基，是线粒体三功能蛋白（MTP）复合物的重要组成部分。该复合物负责长链脂肪酸（LCFAs）的β-氧化，是细胞获取能量的重要途径。Hadha在维持细胞能量代谢平衡和细胞功能中发挥着至关重要的作用。

长链脂肪酸（LCFAs）在哺乳动物中主要储存为甘油三酯，当能量需求增加时，它们被动员并转化为能量。LCFAs通过激活过氧化物酶体增殖物激活受体（PPARs）来调节能量代谢。PPAR-α主要在肝脏中表达，对饥饿时的代谢适应至关重要，它通过诱导β-氧化和生酮作用的基因表达以及下调能量消耗来调节能量代谢。PPAR-δ在骨骼肌中高度表达，并在禁食和耐力运动期间诱导LCFA氧化基因的表达。此外，PPAR-δ还通过诱导FOXO1和PGC1-α来调节葡萄糖代谢和线粒体生物合成。在脂肪细胞中，PPAR-γ的靶基因表明PPAR-γ可以感知到非酯化LCFAs的进入，并诱导将LCFAs储存为甘油三酯的途径。脂肪细胞因子脂联素是PPAR-γ的另一个重要靶点，可能在脂肪细胞之间起作用，以维持它们的代谢活性和胰岛素敏感性。此外，皮肤LCFAs对能量代谢也有影响。特定的LCFAs是合成皮肤脂质所必需的，这些脂质对于皮肤的屏障和隔热功能至关重要。皮肤脂质代谢的紊乱常常导致对肥胖发展的抵抗力，但以正常的皮肤功能为代价[1]。

微RNA-612（miR-612）已被证明可以通过PI3K/AKT2和Sp1/Nanog信号通路抑制肝细胞癌（HCC）的EMT、干性和肿瘤转移。然而，miR-612在HCC进展中的生物学作用尚不清楚。研究发现miR-612的直接下游靶点为hadha。通过RNA免疫沉淀和测序技术，研究者发现miR-612可以部分逆转HADHA的水平，进而抑制伪足的功能，并通过脂质重编程减少HCC的转移和侵袭潜力。具体来说，miR-612可能通过HADHA介导的细胞膜胆固醇改变来减少侵袭足的形成，并伴随Wnt/β-catenin调节的EMT发生抑制。此外，HCCLM3miR-612-OE和HCCLM3hadha-KD细胞的最高氧气消耗率（OCR）分别降低了近40%和60%。乙酰辅酶A的水平显著降低，约是对照组的1/3或1/2。过表达HADHA的细胞系中，总胆固醇，尤其是27-羟基胆固醇的表达水平显著升高。SREBP2蛋白的表达水平以及其下游靶点HMGCS1、HMGCR、MVD、SQLE均受到HADHA的调控。同时，HCCLM3miR-612-OE和HCCLM3hadha-KD细胞的ATP水平分别降低到1/2和1/4。此外，miR-612水平低且HADHA水平高的患者预后较差，总体生存期较短。miR-612可以通过HADHA介导的脂质编程来抑制侵袭足的形成、EMT和HCC的转移，这为miR-612在肿瘤转移和进展中的作用提供了新的见解[2]。

Zfp335基因的缺失会导致调节性T细胞（Tregs）无法分化为效应性Tregs（eTregs），并失去Treg的抑制功能。Zfp335缺失的Tregs缺乏eTreg群体，并表现出功能障碍性Treg亚群的明显积累。单细胞RNA测序分析显示，Zfp335缺失的Tregs表现出氧化磷酸化和线粒体活性降低。进一步研究发现，Zfp335通过直接靶向脂肪酸氧化（FAO）酶Hadha来控制eTreg的分化。重要的是，研究者发现ZNF335和HADHA在人eTregs中的表达呈正相关。这些发现揭示了Zfp335通过控制FAO驱动的eTreg分化来建立免疫耐受[3]。

线粒体三功能蛋白（MTP）缺乏症（MTPD）是一种脂肪酸氧化代谢病。MTPD是一种常染色体隐性遗传病，由HADHA基因突变引起，该基因编码三功能蛋白酶的α亚基。MTPD的表型具有多样性，从严重、早期发病的心脏疾病到较轻、晚期发病的肌病和神经病。由于代谢性肌病和神经病是一组罕见的遗传性疾病，其相关肌肉症状可能不明显，因此诊断往往被延误。通过下一代测序（NGS）分析161例肌病患者和242例神经病患者的数据，研究者发现3例患者的HADHA或HADHB基因存在致病性变异。这种可治疗的疾病的缓解表型被新生儿筛查所忽视，突出了基于表型的NGS分析在罕见且临床非常不稳定的疾病（如MTP缺乏症）患者中的重要性[4]。

线粒体三功能蛋白（MTP）缺陷症（MTPD）是一种罕见的常染色体隐性代谢性疾病，其特征是表型多样性，从严重、早期发病的心脏疾病到较轻、晚期发病的肌病和神经病。研究者通过外显子测序和蛋白质结构分析，报告了中国人群MTPD患者的临床特征和HADHA基因的复合杂合突变。患者经历代谢危象并死于感染性疾病。常规检查中观察到乳酸脱氢酶、肌酸激酶（CK）、CK-MB和肝酶异常。串联质谱分析显示，MTPD患者血液样本中的长链酰基肉碱显著升高。尸检结果发现，一例儿童肝脏和心脏脂肪堆积。下一代测序检测到HADHA基因的复合杂合突变c.703C>T（p.R235W）和c.2107G>A（p.G703R）。母亲在妊娠期间没有急性脂肪肝。通过羊水产前诊断检测，发现未出生的胎儿仅携带c.2107G>A（p.G703R）突变。分子机制分析表明，这两个变异体影响了MTP酶复合物α亚基的构象，进而影响了酶复合物的稳定性和功能。该研究全面分析了病例，包括外显子测序和蛋白质结构分析，并首次描述了中国人群HADHA基因复合杂合突变[5]。

综上所述，基因Hadha在脂肪酸β-氧化和线粒体功能中发挥着重要作用。其突变可能导致线粒体三功能蛋白（MTP）缺乏症，这是一种罕见的常染色体隐性遗传病，其表型具有多样性。此外，Hadha还与肿瘤转移、免疫耐受和神经肌肉疾病等生物学过程相关。因此，研究基因Hadha对于深入理解脂肪酸代谢、线粒体功能和相关疾病的发生机制具有重要意义。