Pgc,全称Peroxisome Proliferator-Activated Receptor Gamma Coactivator 1 (PGC-1α),是一种重要的转录共激活因子,主要在骨骼肌、心脏和棕色脂肪组织中表达。它参与了多种代谢过程的调控,包括葡萄糖摄取、脂肪酸氧化和线粒体生物合成等。PGC-1α的活性受到多种信号通路的调控,包括AMP激活的蛋白激酶(AMPK)和过氧化物酶体增殖物激活受体(PPARs)等。PGC-1α的失调与多种疾病的发生发展有关,包括糖尿病、心血管疾病和癌症等。在本文中,我们将结合参考文献,对PGC-1α的生物学功能和调控机制进行综述。
PGC-1α是一种重要的转录共激活因子,它参与了多种代谢过程的调控,包括葡萄糖摄取、脂肪酸氧化和线粒体生物合成等。PGC-1α的活性受到多种信号通路的调控,包括AMP激活的蛋白激酶(AMPK)和过氧化物酶体增殖物激活受体(PPARs)等。PGC-1α的失调与多种疾病的发生发展有关,包括糖尿病、心血管疾病和癌症等[1]。
AMPK是一种能量感受器,它在细胞能量水平下降时被激活。AMPK的激活可以促进葡萄糖摄取、脂肪酸氧化和线粒体生物合成等代谢过程,从而维持细胞的能量平衡。PGC-1α是AMPK的下游靶点之一,AMPK可以直接磷酸化PGC-1α,从而激活其转录共激活功能[2]。此外,PGC-1α还可以被其他信号通路激活,例如过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1β(PGC-1β)和雌激素相关受体α(ERRα)等[4]。
PGC-1α的转录共激活功能主要通过与其下游靶基因的启动子区域的特定序列结合而实现。PGC-1α可以与多种转录因子结合,包括Mef2、MyoD、NRF1和NRF2等,从而激活下游靶基因的转录[3]。PGC-1α的下游靶基因包括许多参与线粒体生物合成、脂肪酸氧化和葡萄糖摄取的基因,例如细胞色素c氧化酶亚基(Coxs)、肉碱棕榈酰转移酶1(Cpt1)和葡萄糖转运蛋白4(GLUT4)等。这些基因的表达对于维持细胞的能量代谢和线粒体功能至关重要[4]。
PGC-1α的失调与多种疾病的发生发展有关,包括糖尿病、心血管疾病和癌症等。在糖尿病中,PGC-1α的表达和活性下降,导致葡萄糖摄取和脂肪酸氧化减少,从而引起胰岛素抵抗和高血糖[4]。在心血管疾病中,PGC-1α的表达和活性下降,导致线粒体功能障碍和心肌细胞损伤,从而引起心脏衰竭[6]。在癌症中,PGC-1α的表达和活性异常,导致细胞代谢紊乱和肿瘤生长[5]。
PGC-1α是一种重要的转录共激活因子,它参与了多种代谢过程的调控,包括葡萄糖摄取、脂肪酸氧化和线粒体生物合成等。PGC-1α的活性受到多种信号通路的调控,包括AMPK和PPARs等。PGC-1α的失调与多种疾病的发生发展有关,包括糖尿病、心血管疾病和癌症等。因此,PGC-1α是代谢疾病和癌症治疗的重要靶点。未来,我们可以通过深入研究PGC-1α的生物学功能和调控机制,开发出更有效的治疗策略。
参考文献:
1. Popov, Lucia-Doina. 2020. Mitochondrial biogenesis: An update. In Journal of cellular and molecular medicine, 24, 4892-4899. doi:10.1111/jcmm.15194. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32279443/
2. Jäger, Sibylle, Handschin, Christoph, St-Pierre, Julie, Spiegelman, Bruce M. 2007. AMP-activated protein kinase (AMPK) action in skeletal muscle via direct phosphorylation of PGC-1alpha. In Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 104, 12017-22. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17609368/
3. Lin, Jiandie, Wu, Hai, Tarr, Paul T, Bassel-Duby, Rhonda, Spiegelman, Bruce M. . Transcriptional co-activator PGC-1 alpha drives the formation of slow-twitch muscle fibres. In Nature, 418, 797-801. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12181572/
4. Nsiah-Sefaa, Abena, Brown, Erin L, Russell, Aaron P, Foletta, Victoria C. 2014. New gene targets of PGC-1α and ERRα co-regulation in C2C12 myotubes. In Molecular biology reports, 41, 8009-17. doi:10.1007/s11033-014-3698-0. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25192891/
5. Sánchez-López, Josefina Yoaly, Vázquez-Ibarra, Katia Carolina, García-Muro, Andrea Marlene, Díaz-Herrera, Luis Carlos, Marin-Contreras, Marıa Eugenia. . Medium and large alleles of the PGC gene are risk factors for gastric cancer. In Tumour biology : the journal of the International Society for Oncodevelopmental Biology and Medicine, 45, 15-21. doi:10.3233/TUB-220025. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37038800/
6. Bhat, Santosh, Chin, Adave, Shirakabe, Akihiro, Sadoshima, Junichi, Oka, Shin-Ichi. . Recruitment of RNA Polymerase II to Metabolic Gene Promoters Is Inhibited in the Failing Heart Possibly Through PGC-1α (Peroxisome Proliferator-Activated Receptor-γ Coactivator-1α) Dysregulation. In Circulation. Heart failure, 12, e005529. doi:10.1161/CIRCHEARTFAILURE.118.005529. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30798619/