Acaa1a,全称为中链酰辅酶A脱氢酶1(Medium-chain acyl-CoA dehydrogenase 1),是一种线粒体定位的酶,属于酰基辅酶A脱氢酶家族。该家族的成员在脂肪酸β-氧化过程中发挥关键作用,这是脂肪酸代谢中的一个重要步骤,涉及将脂肪酸分解成乙酰辅酶A,以供细胞能量使用。Acaa1a特别负责中链脂肪酸(碳链长度为6到12个碳原子)的氧化。在能量代谢和脂肪沉积的调节中,Acaa1a的表达和活性变化可以影响细胞的能量状态和脂肪储存。
在肥胖和相关代谢疾病的研究中,Acaa1a的表达水平常常被用来评估脂肪酸氧化过程的变化。例如,参考文献1报道,EPA-PLs和PSs能够通过增强脂肪酸β-氧化相关基因(如Cpt1a, Cpt2, Cd36和Acaa1a)的表达,以及下调脂肪生成相关基因(如Srebp1c, Scd1, Fas和Acc)的表达,来减少脂肪积累。这表明Acaa1a的表达与脂肪代谢和肥胖的缓解密切相关[1]。
在酒精性脂肪肝的研究中,Acaa1a的表达也显示出其在脂肪酸氧化中的作用。参考文献2表明,umbelliferone(UF)能够通过下调脂肪生成相关基因的表达(如SREBP-1c, SREBP-2, FAS, CIDEA和PPARγ)和上调脂肪酸氧化相关基因的表达(如PPARα, Acsl1, CPT, Acox和Acaa1a),来减轻酒精诱导的脂肪肝[2]。
此外,Acaa1a的表达还与肌肉的氧化能力和毛细血管密度相关。参考文献3显示,在高海拔地区生活的鹿鼠中,Acaa1a的表达上调,这与高海拔环境下的能量需求增加有关。高海拔地区的鹿鼠需要更高的氧化能力和更好的氧气扩散能力来应对低氧和寒冷的环境[3]。
在妊娠糖尿病的研究中,Acaa1a的表达也与胎儿和胎盘的脂肪酸代谢有关。参考文献4表明,胰岛素受体阻断剂S961处理的大鼠胎盘中的Acaa1a表达上调,这可能与胎儿脂肪积累和代谢功能障碍有关[4]。
在评估药物毒性和相关生物标志基因的研究中,Acaa1a也被用作生物标志物。参考文献6通过层次聚类方法发现,Acaa1a是PPARα信号通路中的一个生物标志基因,与多种药物毒性相关[5]。
最后,在酒精性脂肪肝的研究中,Acaa1a的表达还与脂肪组织的脂质代谢和炎症相关。参考文献7表明,scopoletin能够通过上调脂肪酸氧化相关基因的表达(如PPARα, Acsl1, CPT, Acox和Acaa1a),来改善酒精诱导的脂质代谢紊乱和炎症[6]。
综上所述,Acaa1a作为脂肪酸β-氧化过程中的关键酶,在多种生物学过程中发挥着重要作用。其表达水平的变化与肥胖、脂肪肝、肌肉能量代谢、妊娠糖尿病和药物毒性等多种疾病和生理状态相关。研究Acaa1a的表达调控机制和功能,有助于深入理解脂肪酸代谢的生物学过程,为相关疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Zhang, Lingyu, Mu, Jiaqin, Meng, Jing, Su, Wenjin, Li, Jian. 2023. Dietary Phospholipids Alleviate Diet-Induced Obesity in Mice: Which Fatty Acids and Which Polar Head. In Marine drugs, 21, . doi:10.3390/md21110555. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37999379/
2. Kim, Myung-Joo, Sim, Mi-Ok, Lee, Hae-In, Seo, Kwon-Il, Lee, Mi-Kyung. 2014. Dietary umbelliferone attenuates alcohol-induced fatty liver via regulation of PPARα and SREBP-1c in rats. In Alcohol (Fayetteville, N.Y.), 48, 707-15. doi:10.1016/j.alcohol.2014.08.008. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25262573/
3. Scott, Graham R, Elogio, Todd S, Lui, Mikaela A, Storz, Jay F, Cheviron, Zachary A. 2015. Adaptive Modifications of Muscle Phenotype in High-Altitude Deer Mice Are Associated with Evolved Changes in Gene Regulation. In Molecular biology and evolution, 32, 1962-76. doi:10.1093/molbev/msv076. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25851956/
4. Mishra, Jay S, Kumar, Sathish. 2023. Placental Fatty Acid Metabolism and Transport in a Rat Model of Gestational Diabetes Mellitus. In Journal of women's health and development, 6, 56-67. doi:10.26502/fjwhd.2644-288400108. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37288271/
5. Hasan, Mohammad Nazmol, Malek, Masuma Binte, Begum, Anjuman Ara, Rahman, Moizur, Mollah, Md Nurul Haque. 2019. Assessment of Drugs Toxicity and Associated Biomarker Genes Using Hierarchical Clustering. In Medicina (Kaunas, Lithuania), 55, . doi:10.3390/medicina55080451. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31398888/
6. Lee, Hae-In, Lee, Mi-Kyung. 2015. Coordinated regulation of scopoletin at adipose tissue-liver axis improved alcohol-induced lipid dysmetabolism and inflammation in rats. In Toxicology letters, 237, 210-8. doi:10.1016/j.toxlet.2015.06.016. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26115886/