Ocel1基因,全称为Olfactomedin-like 1,是一种在哺乳动物中表达的基因。Ocel1编码的蛋白质属于olfactomedin家族,这一家族的蛋白质具有一个或多个保守的olfactomedin结构域,这些结构域与细胞外基质蛋白的相互作用有关。Ocel1蛋白在细胞外基质中发挥重要作用,参与细胞粘附、迁移和信号传导等生物学过程。此外,Ocel1蛋白还与多种疾病的发生和发展密切相关。
根据已发表的研究,Ocel1基因在多种疾病中发挥重要作用。在Aicardi综合征患者中,Ocel1基因的变异可能导致该疾病的发生。Aicardi综合征是一种严重的神经发育障碍,其特征包括婴儿痉挛、典型的脉络膜视网膜缺损、胼胝体发育不全等。最近的研究发现,TEAD1和OCEL1基因的de novo变异可能在个别患者中引起Aicardi综合征。为了进一步研究这一问题,研究者对38名临床确诊的Aicardi综合征女孩进行了TEAD1和OCEL1基因编码区域的测序。然而,他们没有在分析样本中检测到已报道的或任何其他有害的变异。这表明已发表的变异可能代表Aicardi综合征的极罕见原因或偶然发现[1]。
在乳腺癌的治疗中,Ocel1基因也发挥着重要作用。研究者发现,Ocel1基因与其他三个基因(CDK8、FAM64A、MARC2)共同构成了一个四基因标记,可以预测HER2阴性乳腺癌患者对帕克霉素新辅助化疗的反应。该模型在激素受体阳性、HER2阴性的亚组中表现良好,但在三阴性亚组中表现不佳。基因集富集分析、网络分析表明,这些基因可能与细胞周期、有丝分裂等通路相关。这一研究结果表明,Ocel1基因作为HER2阴性乳腺癌患者病理完全反应的预测生物标志物具有巨大的潜力,并表明了帕克霉素的药物敏感性[2]。
在多囊卵巢综合征(PCOS)患者的骨骼肌中,Ocel1基因的表达也发生了改变。PCOS是一种内分泌和代谢紊乱,影响着高达15%的育龄女性。PCOS的主要特征包括雄激素过多、月经周期不规律,以及包括高胰岛素血症和胰岛素抵抗在内的代谢功能障碍。胰岛素抵抗在PCOS女性中可能会影响骨骼肌,最近的研究表明,DNA甲基化改变会影响骨骼肌中的基因表达,部分解释了其代谢异常。研究者通过对不同数据集的基因表达数组数据进行整合,以增加统计功效并识别新的生物标志物。他们发现,与PCOS患者相比,114个独特的转录本在骨骼肌中表达发生差异(q < 0.05),其中87%的转录本之前未在PCOS肌肉中鉴定为发生改变。ING2、CDKAL1和AKTIP的表达增加最为显著,而TSHZ2、FKBP2和OCEL1的表达减少最为显著。研究者还发现,两个基因,IRX3和CDKAL1在个体分析和荟萃分析中均被一致上调(q < 0.05)。基于荟萃分析,他们确定了几个在PCOS女性骨骼肌中胰岛素抵抗的分子机制相关的免疫代谢通路。这些转录组数据需要通过功能分析和蛋白质组学进一步验证,以加深对PCOS特异性骨骼肌胰岛素抵抗的理解[3]。
此外,Ocel1基因在肠道微生物群的组成中也发挥重要作用。研究发现,缺乏肽YY(PYY)信号传导的小鼠在摄入高脂肪饮食(HFD)后,肠道微生物群的组成发生了明显的改变。与普通饮食相比,高脂肪饮食加剧了这些改变。具体来说,Pyy基因敲除(KO)小鼠在高脂肪饮食下,拟杆菌门丰度增加,而厚壁菌门/拟杆菌门比例相应降低。进一步分析拟杆菌门发现,Pyy-KO小鼠中属于Rikenellaceae家族的Alistipes属、属于Tannerellaceae家族的Parabacteroides以及Muribaculum属的丰度增加。为了研究这些变化是否与肠道屏障和免疫标志物的改变相关,研究者分析了结肠中各种促炎细胞因子、紧密连接蛋白和粘蛋白2的表达。他们发现,Pyy-KO小鼠中紧密连接蛋白Cldn2和Ocel1的mRNA表达增加,而促炎细胞因子的表达没有显著改变。这些结果表明,饮食和肠道微生物群之间的基因-环境相互作用对肠道上皮稳态有重要影响,特别是在肥胖条件下PYY信号传导减少的情况下[4]。
综上所述,Ocel1基因在多种生物学过程中发挥着重要作用,包括细胞粘附、迁移、信号传导、肠道微生物群组成等。Ocel1基因的变异或表达改变与多种疾病的发生和发展密切相关,包括Aicardi综合征、乳腺癌和PCOS。此外,Ocel1基因还可能作为某些疾病的预测生物标志物,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。因此,深入研究Ocel1基因的功能和调控机制,有助于我们更好地理解疾病的发生机制,并为开发新的治疗方法提供理论基础。
参考文献:
1. Wong, Bibiana K Y, Sutton, Vernon R, Lewis, Richard A, Van den Veyver, Ignatia B. 2017. Independent variant analysis of TEAD1 and OCEL1 in 38 Aicardi syndrome patients. In Molecular genetics & genomic medicine, 5, 117-121. doi:10.1002/mgg3.250. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28361097/
2. Li, Zhi, Zhang, Ye, Zhang, Zhe, Zhao, Zhenkun, Lv, Qingjie. 2018. A four-gene signature predicts the efficacy of paclitaxel-based neoadjuvant therapy in human epidermal growth factor receptor 2-negative breast cancer. In Journal of cellular biochemistry, 120, 6046-6056. doi:10.1002/jcb.27891. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30520096/
3. Manti, Maria, Stener-Victorin, Elisabet, Benrick, Anna. 2020. Skeletal Muscle Immunometabolism in Women With Polycystic Ovary Syndrome: A Meta-Analysis. In Frontiers in physiology, 11, 573505. doi:10.3389/fphys.2020.573505. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33192572/
4. Farzi, Aitak, Ip, Chi Kin, Reed, Felicia, Holzer, Peter, Herzog, Herbert. . Lack of peptide YY signaling in mice disturbs gut microbiome composition in response to high-fat diet. In FASEB journal : official publication of the Federation of American Societies for Experimental Biology, 35, e21435. doi:10.1096/fj.202002215R. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33749879/