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代谢性疾病相关基因之FGF21

FGF21基因敲除小鼠

2020年11月04日 浏览量: 评论(0) 来源:赛业生物 作者:小赛 责任编辑:admin
摘要:赛业生物专栏《Gene of the Week》每周会根据热点研究领域介绍一个基因,今天我们要讲的主角是在非酒精性脂肪肝、肥胖及糖尿病等代谢性疾病的发病过程中发挥重要作用的FGF21基因。FGF家族成员具有广泛的促有丝分裂和细胞存活活性,并参与多种生物过程,包括胚胎发育,细胞生长,形态发生,组织修复,肿瘤生长和侵袭。


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基因基本信息

备注:标有√的意为赛业红鼠库有该种保存状态的小鼠

FGF21基因研究概况

FGF家族成员具有广泛的促有丝分裂和细胞存活活性,并参与多种生物过程,包括胚胎发育,细胞生长,形态发生,组织修复,肿瘤生长和侵袭。成纤维细胞生长因子21(FGF21)是一种肝细胞因子 - 即由肝脏分泌的一种激素 - 通过下丘脑室旁核中的FGF21受体通过信号传导调节简单的糖摄入和对甜食的偏好,并与伏隔核内多巴胺神经传递减少相关。FGF21的功能主要表现在糖代谢、脂代谢及胰岛素抵抗等方面。 

与FGF21相关的疾病包括获得性脂肪营养不良和肝细胞透明细胞癌。其相关途径包括脂蛋白代谢和呼吸链电子传递,化学渗透偶联产生的ATP以及解偶联产生的热量。与该基因相关的基因本体论(GO)注释包括生长因子活性和成纤维细胞生长因子受体结合。通过诱导葡萄糖转运蛋白SLC2A1 / GLUT1表达(而不是SLC2A4 / GLUT4表达)来刺激分化的脂肪细胞摄取葡萄糖。活性需要KLB的存在。

图1. FGF21基因的相互作用蛋白网图 

缺乏FGF21的小鼠不能完全诱导PGC-1α的表达来响应禁食时间延长,糖异生和酮生成受损。在小鼠中,通过长时间禁食PPAR-α,可在肝脏中强烈诱导FGF21 ,进而诱导转录共激活因子PGC-1α,并刺激肝糖异生、脂肪酸氧化和生酮。在白色脂肪组织中,PPAR-γ也会诱导FGF21的表达,这可能表明它还可以调节进食状态下的新陈代谢。啮齿动物和食用低蛋白饮食的人类中会诱导FGF21,饮食中必需氨基酸蛋氨酸水平的降低也会诱导FGF21的表达。在肝脏中特异性敲除FGF21后,小鼠发生脂肪肝和高脂血症,并且血清酮体水平降低。 

FGF21 基因在人体组织的表达

图2. 人和小鼠FGF21 基因mRNA相对表达量 

推荐文献:

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2. Talukdar S, Owen BM, Song P, Hernandez G, Zhang Y, Zhou Y, Scott WT, Paratala B, Turner T, Smith A, Bernardo B, Müller CP, Tang H, Mangelsdorf DJ, Goodwin B, Kliewer SA (February 2016). "FGF21 Regulates Sweet and Alcohol Preference". Cell Metabolism. 23 (2): 344–9.

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4. Shimazu T, Hirschey MD, Hua L, Dittenhafer-Reed KE, Schwer B, Lombard DB, Li Y, Bunkenborg J, Alt FW, Denu JM, Jacobson MP, Verdin E (December 2010). "SIRT3 deacetylates mitochondrial 3-hydroxy-3-methylglutaryl CoA synthase 2 and regulates ketone body production". Cell Metabolism. 12 (6): 654–61.

5. Markan KR, Naber MC, Ameka MK, Anderegg MD, Mangelsdorf DJ, Kliewer SA, Mohammadi M, Potthoff MJ (December 2014). "Circulating FGF21 is liver derived and enhances glucose uptake during refeeding and overfeeding". Diabetes. 63 (12): 4057–63.

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