ABHD4,全称Alpha/beta hydrolase domain containing 4,是一种在哺乳动物中广泛表达的蛋白质。它属于α/β水解酶家族,这个家族的成员在代谢、信号传导、细胞凋亡和细胞存活等生物学过程中发挥重要作用。ABHD4在细胞膜中具有水解酶活性,参与N-酰基磷脂的代谢,特别是N-酰基磷脂酰乙醇胺(NAPE)和溶血NAPE的脱酰基作用,产生甘油磷脂酰N-酰基乙醇胺(GP-NAE)。GP-NAE可以进一步转化为N-酰基乙醇胺(NAE),后者是一类生物活性脂质,控制着多种生理过程,包括炎症、认知、食物摄入和脂肪分解等[4]。
ABHD4在发育过程中对大脑的保护作用至关重要。研究表明,在发育中的小鼠大脑新皮质中,ABHD4介导的发育性 anoikis 可以区分病理性分离的祖细胞和正常脱层的神经母细胞。ABHD4 是一种必需的介质,用于消除病理性分离的细胞,从而保护胚胎大脑免受细胞分离错误和致畸剂的影响[1]。此外,ABHD4 还参与了酒精诱导的细胞凋亡,但并不影响发育控制的程序性细胞死亡[1]。
在心血管系统中,ABHD4 也显示出潜在的应用价值。研究发现,ABHD4 mRNA 及其表观遗传调节因子(Foxf1 邻近非编码发育调节RNA(FENDRR)lncRNA、miRNA-221 和 miRNA-197)组成的 RNA 调节 RNA 面板在急性冠状动脉综合征(ACS)的诊断中具有预测价值。这项研究通过分析血清 RNA 面板的表达,发现 ABHD4 mRNA 和 miRNA-197-5p 在不稳定型心绞痛(UA)和 ST 段抬高型心肌梗死(STEMI)患者中的表达上调,而 FENDRR lncRNA 和 miRNA-221-3p 的表达下调。这些发现表明,ABHD4 mRNA 调节 RNA 面板可能是 ACS 的早期检测和病情严重程度分层的新非侵入性生物标志物[2]。
在脂肪细胞分化过程中,ABHD4 也发挥了作用。研究发现,在体外培养的脂肪细胞中,ABHD4 敲除细胞表现出脂肪生成和脂质积累的增加,表明 ABHD4 可能是一种反应性基因,而不是导致肥胖的原因。然而,在整体 ABHD4 敲除小鼠或脂肪细胞特异性 ABHD4 敲除小鼠中,并没有观察到肥胖和代谢结果的变化。这可能是因为 ABHD4 的缺失并没有影响 NAE(如 OEA)的产生,尽管 ABHD4 在脂肪组织中高度表达,并与空腹脂肪组织 OEA 水平和脂肪分解相关[3]。
在哺乳动物中枢神经系统中,ABHD4 调节多种 N-酰基磷脂。研究发现,ABHD4 缺失小鼠的脑组织中,除了 GP-NAEs 和溶血-NAPEs 减少,还发现了一种独特的脑脂质减少,这些脂质结构上被鉴定为 N-酰基溶血磷脂酰丝氨酸(lyso-NAPSs)。这些发现表明,ABHD4 是哺乳动物神经系统中 N-酰基磷脂代谢的主要调节因子[4]。
此外,ABHD4 还与癌症的发生发展有关。研究发现,通过全基因组 shRNA 筛选,ABHD4 被鉴定为一种新的 anoikis 耐药性调节因子。ABHD4 敲低可以抑制 anoikis 敏感的细胞对 anoikis 的敏感性,而 ABHD4 过表达则增加了 anoikis 敏感性。这些发现表明,ABHD4 是一种新的 anoikis 敏感性基因调节因子[5]。
最后,ABHD4 还与病毒感染有关。研究发现,ABHD5 与脂肪甘油三酯脂肪酶(ATGL)协同作用,动员脂质用于丙型肝炎病毒(HCV)的组装。ABHD4 是 ABHD5 的同源物,不能激活 ATGL 或支持 HCV 的组装和脂质滴的脂肪分解。这些发现表明,ABHD5 和 ATGL 通过协同作用动员脂质,为 HCV 的组装提供必要的脂质[6]。
综上所述,ABHD4 是一种在多种生物学过程中发挥重要作用的蛋白质。它在发育过程中对大脑的保护、心血管系统的疾病诊断、脂肪细胞分化、中枢神经系统的磷脂代谢、癌症的发生发展和病毒感染等方面都发挥着重要作用。深入研究 ABHD4 的功能将为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. László, Zsófia I, Lele, Zsolt, Zöldi, Miklós, Cravatt, Benjamin F, Katona, István. 2020. ABHD4-dependent developmental anoikis safeguards the embryonic brain. In Nature communications, 11, 4363. doi:10.1038/s41467-020-18175-4. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32868797/
2. Agwa, Sara H A, Elzahwy, Sherif Samir, El Meteini, Mahmoud Shawky, Shamekh, Rania, Matboli, Marwa. 2021. ABHD4-Regulating RNA Panel: Novel Biomarkers in Acute Coronary Syndrome Diagnosis. In Cells, 10, . doi:10.3390/cells10061512. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34208452/
3. Seramur, Mary E, Sink, Sandy, Cox, Anderson O, Furdui, Cristina M, Key, Chia-Chi Chuang. 2023. ABHD4 regulates adipocyte differentiation in vitro but does not affect adipose tissue lipid metabolism in mice. In Journal of lipid research, 64, 100405. doi:10.1016/j.jlr.2023.100405. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37352974/
4. Lee, Hyeon-Cheol, Simon, Gabriel M, Cravatt, Benjamin F. 2015. ABHD4 regulates multiple classes of N-acyl phospholipids in the mammalian central nervous system. In Biochemistry, 54, 2539-49. doi:10.1021/acs.biochem.5b00207. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25853435/
5. Simpson, Craig D, Hurren, Rose, Kasimer, Dahlia, Moffat, Jason, Schimmer, Aaron D. . A genome wide shRNA screen identifies α/β hydrolase domain containing 4 (ABHD4) as a novel regulator of anoikis resistance. In Apoptosis : an international journal on programmed cell death, 17, 666-78. doi:10.1007/s10495-012-0723-4. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22488300/
6. Vieyres, Gabrielle, Reichert, Isabelle, Carpentier, Arnaud, Vondran, Florian W R, Pietschmann, Thomas. 2020. The ATGL lipase cooperates with ABHD5 to mobilize lipids for hepatitis C virus assembly. In PLoS pathogens, 16, e1008554. doi:10.1371/journal.ppat.1008554. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32542055/