Acat1(acyl-CoA:cholesterol acyltransferase 1)基因编码酰基辅酶A:胆固醇酰基转移酶1,是一种重要的脂质代谢酶。Acat1在细胞中负责将胆固醇转化为胆固醇酯,以便储存和运输。胆固醇酯是细胞膜的重要组成部分,参与细胞信号传导和代谢过程。Acat1的活性受多种因素调节,包括胆固醇水平、氧化胆固醇衍生物、甾体激素和胆汁酸等。Acat1在多种细胞类型中表达,包括巨噬细胞、脂肪细胞和肝细胞等。
Acat1在动脉粥样硬化中发挥重要作用。动脉粥样硬化是一种慢性疾病,特征是动脉内膜中胆固醇的过度沉积。巨噬细胞泡沫细胞在动脉粥样硬化的发生和发展中起关键作用。胆固醇的流入、酯化和流出失衡会导致巨噬细胞转化为脂质丰富的泡沫细胞,这是动脉粥样硬化斑块中的典型细胞[1]。Acat1在巨噬细胞胆固醇酯化中发挥重要作用,调节胆固醇酯的形成。当胆固醇的流入和酯化增加,而流出减少时,巨噬细胞最终会转化为泡沫细胞,促进动脉粥样硬化的发生和发展[1]。
Acat1的基因突变与多种疾病相关。例如,Acat1基因突变导致胆固醇酯酶缺乏症,这是一种罕见的遗传性疾病,特征是酮体和异亮氨酸代谢异常。患者通常表现为反复发作的酮症酸中毒。Acat1基因突变会导致Acat1酶活性降低,影响胆固醇酯的形成,进而影响胆固醇代谢和脂质平衡[4]。此外,Acat1基因突变还与某些癌症的发生和发展相关。例如,Acat1基因在肾细胞癌和胃癌中的表达水平显著降低,提示Acat1可能是一种肿瘤抑制因子[5][6]。
Acat1基因的缺失在动物模型中表现出多种生物学效应。例如,Acat1基因敲除小鼠表现出骨髓中造血祖细胞增殖增加和白细胞增多。这表明Acat1在造血过程中发挥重要作用[2]。此外,Acat1基因敲除小鼠还表现出动脉粥样硬化病变增大,这可能是由于巨噬细胞中Acat1缺乏导致胆固醇代谢紊乱[2]。
近年来,研究人员发现微小RNA(miRNA)可以调控Acat1的表达。例如,miR-21可以负向调控Acat1基因的表达,抑制Acat1蛋白的生成。miR-21在多种癌症中表达上调,提示miR-21可能是一种致癌因子。通过抑制Acat1的表达,miR-21可能促进癌症的发生和发展[3]。此外,miR-21还可以负向调控PTEN基因的表达,影响细胞增殖和凋亡[3]。
除了miRNA,其他因素也可以调控Acat1的表达。例如,DNA甲基化可以抑制Acat1基因的转录。在肾细胞癌中,Acat1基因启动子区域的甲基化水平显著升高,导致Acat1表达下调。这表明DNA甲基化可能是Acat1基因表达下调的重要原因[5]。
综上所述,Acat1是一种重要的脂质代谢酶,参与胆固醇酯的形成和代谢。Acat1在多种细胞类型中表达,包括巨噬细胞、脂肪细胞和肝细胞等。Acat1在动脉粥样硬化、胆固醇酯酶缺乏症和某些癌症的发生和发展中发挥重要作用。Acat1的表达受多种因素调节,包括胆固醇水平、氧化胆固醇衍生物、甾体激素、胆汁酸、miRNA和DNA甲基化等。Acat1的研究有助于深入理解脂质代谢和疾病发生机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Yu, Xiao-Hua, Fu, Yu-Chang, Zhang, Da-Wei, Yin, Kai, Tang, Chao-Ke. 2013. Foam cells in atherosclerosis. In Clinica chimica acta; international journal of clinical chemistry, 424, 245-52. doi:10.1016/j.cca.2013.06.006. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23782937/
2. Huang, Li-Hao, Gui, Jingang, Artinger, Erika, Chang, Catherine C Y, Chang, Ta-Yuan. 2013. Acat1 gene ablation in mice increases hematopoietic progenitor cell proliferation in bone marrow and causes leukocytosis. In Arteriosclerosis, thrombosis, and vascular biology, 33, 2081-7. doi:10.1161/ATVBAHA.112.301080. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23846496/
3. Chanyshev, M D, Razumova, Y V, Ovchinnikov, V Y, Gulyaeva, L F. 2018. MiR-21 regulates the ACAT1 gene in MCF-7 cells. In Life sciences, 209, 173-178. doi:10.1016/j.lfs.2018.08.010. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30092298/
4. Abdelkreem, Elsayed, Harijan, Rajesh K, Yamaguchi, Seiji, Wierenga, Rikkert K, Fukao, Toshiyuki. 2019. Mutation update on ACAT1 variants associated with mitochondrial acetoacetyl-CoA thiolase (T2) deficiency. In Human mutation, 40, 1641-1663. doi:10.1002/humu.23831. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31268215/
5. Han, Peipei, Wu, Shu, Li, Limei, Matskova, Liudmila, Zhou, Xiaoying. 2022. Epigenetic inactivation of ACAT1 promotes epithelial-mesenchymal transition of clear cell renal cell carcinoma. In Genes & genomics, 44, 487-497. doi:10.1007/s13258-021-01211-y. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34985712/
6. He, Wei, Li, Yanfang, Liu, Song-Bai, Song, Yao-Hua, Zhou, Jin. 2024. From mitochondria to tumor suppression: ACAT1's crucial role in gastric cancer. In Frontiers in immunology, 15, 1449525. doi:10.3389/fimmu.2024.1449525. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39247186/