Selenov-KO 基因敲除小鼠

基因Selenov，也称为Selenoprotein V（SELENOV），是人类基因组中编码硒代半胱氨酸蛋白（selenoproteins）的25个基因之一。Selenoproteins在多种生物学过程中发挥着重要作用，其中最显著的是参与氧化还原稳态。Selenoproteins中已知功能的酶根据其功能被命名为：TXNRD1、TXNRD2和TXNRD3（硫氧还蛋白还原酶）、GPX1、GPX2、GPX3、GPX4和GPX6（谷胱甘肽过氧化物酶）、DIO1、DIO2和DIO3（碘甲状腺原氨酸脱碘酶）、MSRB1（蛋氨酸亚砜还原酶B1）和SEPHS2（硒磷酸合酶2）。而那些尚未知功能的selenoproteins则通常以SEL或SEP符号表示。然而，这些符号有时会与其他基因的批准命名相冲突，因此需要建立一个合理且一致的命名系统。为此，研究人员提出使用根符号SELENO后跟一个字母的命名方法，以解决命名冲突、缺失和歧义的问题。这个命名系统已被HUGO基因命名委员会批准，并适用于所有脊椎动物中的selenoproteins[1]。

在鸟类中，Selenium（Se）是一种必需的微量元素。膳食Se/维生素E缺乏会导致雏鸡出现三种经典疾病：渗出性素质、营养性胰腺萎缩和营养性肌营养不良。鸟类基因组中有24种selenoproteins已被确认，其中包括两个鸟类特有的成员（SELENOU和SELENOP2）和两个缺失的哺乳动物成员（GPX6和SELENOV）。此外，还发现了一种Gallus gallus基因可能与人类的SEPHS2相对应。雏鸡肝脏、胰腺和肌肉中的selenoprotein基因表达似乎对膳食Se的变化非常敏感。雏鸡中Se/维生素E缺乏疾病的病理发生可能是由某些selenoproteins缺失所引起的，这些selenoproteins在调节细胞和组织氧化还原平衡以及抑制氧化/还原应激引起的细胞死亡中发挥着作用[2]。

Selenoprotein V（SELENOV）是selenoprotein家族中最新发现且保守性最低的成员。研究人员通过构建Selenov敲除（KO）小鼠来研究其在体内的功能。与野生型（WT）对照组相比，KO小鼠的体重增加了16-19%，这主要归因于脂肪质量增加了54%。KO小鼠的脂肪积累是由于脂肪组织中脂肪生成基因和蛋白质的上调（Acc、Fas、Dgat和Lpl上调40%-1.1倍）和脂肪分解的下调（Atgl、Hsl、Ces1d和Cpt1a下调36-89%）。KO小鼠的VO2消耗（14-21%）、VCO2产生（14-16%）和能量消耗（14-23%）也显著下降。SELENOV和O-连接N-乙酰氨基葡萄糖转移酶（OGT）表现出一种新的蛋白质-蛋白质相互作用，解释了KO小鼠中OGT蛋白（15-29%）、活性（33%）和功能（O-连接N-乙酰氨基葡萄糖化，10-21%）在脂肪组织中的降低。SELENOV-OGT-AMP激活的蛋白激酶的潜在级联可能作为连接KO的生化分子反应的中心机制。综上所述，数据揭示了SELENOV作为抑制体脂肪积累、激活能量消耗、调节O-连接N-乙酰氨基葡萄糖化以及与相关疾病治疗靶点的新功能和新机制[3]。

Selenoprotein V（SELENOV）具有硫氧还蛋白样折叠和保守的CxxU基序，具有潜在的氧化还原功能。这项研究旨在评估其在应对不同氧化剂刺激时的体内和体外作用和机制。结果表明，与野生型相比，注射了diquat（DQ）和N-乙酰-对-氨基酚（APAP）的KO小鼠具有更高的血清丙氨酸氨基转移酶活性和肝组织中的丙二醛（MDA）、蛋白质羰基、内质网（ER）应激相关蛋白（BIP和CHOP）、凋亡相关蛋白（FAK和caspase-9）和3-硝基酪氨酸，同时总抗氧化能力（T-AOC）较低，肝组织坏死更为严重。同样，经DQ和APAP处理的KO肝细胞表现出细胞死亡增加（10-40%）、T-AOC降低（63-83%）、谷胱甘肽（26-87%）和超氧化物歧化酶（SOD）活性降低（28-36%），以及氧化还原酶（Cat、Gcs、Gpx3和Sod）的mRNA水平下降，或细胞呼吸和ATP生成下降更为明显。相比之下，过表达Selenov基因的293T细胞在APAP和H2O2处理后表现出更高的细胞活力和T-AOC，以及更低的MDA和羰基含量。此外，与对照细胞相比，过表达细胞在H2O2处理后表现出更高的GPX、TrxR和SOD活性，以及更低ER应激相关基因（Atf4、Atf6、Bip、Xbp1t、Xbp1s和Chop）和蛋白质（BIP、CHOP、FAK和caspase-9）的表达。因此，SELENOV在体内和体外均能保护细胞免受活性氧和氮介导的ER应激相关信号通路和氧化损伤[4]。

综上所述，SELENOV是selenoprotein家族中最新发现且保守性最低的成员，它在多种生物学过程中发挥着重要作用，包括参与氧化还原稳态、抑制体脂肪积累、激活能量消耗、调节O-连接N-乙酰氨基葡萄糖化以及保护细胞免受氧化损伤等。SELENOV的研究不仅有助于深入理解selenoproteins的生物学功能和疾病发生机制，还为相关疾病的治疗和预防提供了新的思路和策略。