ACSL5,即长链酰基辅酶A合成酶家族成员5,是一种重要的代谢酶,参与脂肪酸的激活和代谢。ACSL5在细胞内主要定位于线粒体,其生理功能是催化长链脂肪酸与辅酶A结合形成酰基辅酶A,从而为脂肪酸的进一步代谢提供前提。脂肪酸代谢是生物体能量供应和储存的关键途径,ACSL5在其中发挥着不可或缺的作用。
ACSL5的表达和功能受到多种因素的调控。例如,SIRT6是一种组蛋白去乙酰化酶,研究发现,SIRT6可以与饱和脂肪酸结合,并将其转运至细胞核,从而在细胞核中发挥去乙酰化作用,影响基因表达。SIRT6可以通过去乙酰化ACSL5,促进脂肪酸的氧化,从而抑制非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)的发生发展[1]。此外,ACSL5的表达还受到转录因子HNF4A和HNF4G的调控。HNF4A和HNF4G是肠上皮细胞中重要的转录因子,它们可以直接激活与脂肪酸氧化(FAO)相关的基因,包括ACSL5,从而促进肠干细胞(ISC)的更新和再生[2]。
ACSL5在多种疾病中发挥重要作用。研究发现,在非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)患者和模型小鼠的肝脏组织中,ACSL5的表达水平显著升高,而细胞质中的SIRT6水平降低。这表明,SIRT6/ACSL5信号通路在NAFLD的发生发展中起着关键作用[1]。此外,ACSL5在癌症的发生发展中也有重要作用。ACSL家族成员在癌症中的功能存在差异,ACSL5主要作为肿瘤抑制因子发挥作用[2]。此外,ACSL5在铁死亡中也发挥重要作用。研究发现,ACSL4在铁死亡中起重要作用,而ACSL5的表达与铁死亡的敏感性没有明显相关性[3]。
ACSL5的突变或缺失会导致脂肪酸代谢障碍。例如,在澳大利亚柯利犬中,ACSL5基因的缺失导致肠道脂质吸收不良,表现为幼犬生长迟缓、腹泻、腹膨和被毛粗糙等症状[4]。此外,在糖尿病肾病(DKD)中,ACSL5的表达水平升高,导致肾脏近端肾小管上皮细胞(PTC)的脂质沉积和脂质凋亡增加,从而加剧DKD的进展[5]。
综上所述,ACSL5是一种重要的代谢酶,参与脂肪酸的激活和代谢,在多种生物学过程中发挥重要作用。ACSL5的功能受到多种因素的调控,包括SIRT6、HNF4A和HNF4G等。ACSL5在NAFLD、癌症和DKD等疾病中发挥重要作用,其表达和功能的改变可能导致脂肪酸代谢障碍和疾病的发生发展。因此,ACSL5可能成为治疗这些疾病的新靶点。
参考文献:
1. Hou, Tianyun, Tian, Yuan, Cao, Ziyang, Yang, Yang, Zhu, Wei-Guo. 2022. Cytoplasmic SIRT6-mediated ACSL5 deacetylation impedes nonalcoholic fatty liver disease by facilitating hepatic fatty acid oxidation. In Molecular cell, 82, 4099-4115.e9. doi:10.1016/j.molcel.2022.09.018. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36208627/
2. Quan, Jing, Bode, Ann M, Luo, Xiangjian. 2021. ACSL family: The regulatory mechanisms and therapeutic implications in cancer. In European journal of pharmacology, 909, 174397. doi:10.1016/j.ejphar.2021.174397. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34332918/
3. Yuan, Hua, Li, Xuemei, Zhang, Xiuying, Kang, Rui, Tang, Daolin. 2016. Identification of ACSL4 as a biomarker and contributor of ferroptosis. In Biochemical and biophysical research communications, 478, 1338-43. doi:10.1016/j.bbrc.2016.08.124. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27565726/
4. O'Brien, Mitchell J, Beijerink, Niek J, Sansom, Mandy, Chew, Tracy, Wade, Claire M. 2020. A large deletion on CFA28 omitting ACSL5 gene is associated with intestinal lipid malabsorption in the Australian Kelpie dog breed. In Scientific reports, 10, 18223. doi:10.1038/s41598-020-75243-x. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33106515/
5. Xi, Yiyun, Yang, Ming, Deng, Zebin, Tang, Chengyuan, Sun, Lin. 2024. ACSL5 promotes lipid deposition and lipoapoptosis in proximal tubular epithelial cells of diabetic kidney disease. In Molecular and cellular endocrinology, 595, 112418. doi:10.1016/j.mce.2024.112418. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39557186/