本项发明揭示了一种能够抑制KCNK3基因的物质,并探讨了其在调节脂肪代谢和铁死亡过程中的应用潜力。通过运用CRISPR/Cas9技术,构建了KCNK3基因敲除和过表达的细胞模型,揭示了KCNK3基因敲除对脂肪代谢和铁死亡的影响,为相关疾病的治疗提供了新的策略。
背景技术
改善畜牧动物肉质的脂肪沉积、培育低脂优质新品种,一直是育种工作者的目标。多年来,利用组学技术筛选到了一些与脂肪沉积相关的基因,但在动物体内验证的分子育种靶标只有MSTN、UCP1和MC3R。畜牧动物脂肪沉积调控机制的研究不够深入,仍缺乏具有育种价值的基因,脂肪沉积性状主效基因的缺乏是生物育种的主要“瓶颈”。
铁死亡(Ferroptosis)是铁离子依赖的程序性细胞死亡,细胞内过量的铁会通过芬顿反应产生ROS,ROS可以与脂膜上的多不饱和脂肪酸(PUFAs)发生反应诱导脂质过氧化,引起铁死亡。而且,铁死亡也与神经性疾病(亨廷顿症、阿尔茨海默症等)、组织缺血再灌注损伤(脑、肝、肾等)、肝肺纤维化、心脏疾病、骨关节炎、肥胖及糖尿病并发症等多种疾病的发生和发展密切相关。因此,发掘抑制铁死亡相关通路的新靶点不仅可以降低脂肪沉积,也被认为是治疗相关疾病的潜在希望和方向。
另外,猪器官移植对治疗人类疾病具有重要意义,猪脂肪代谢和铁死亡调控基因的发现对于研究人类肥胖和铁死亡并发症将具有重要的参考价值。
钾离子通道亚家族成员3(KCNK3, potassium channel, subfamily K, member3),21kDa至24kDa的跨膜蛋白,参与构成细胞膜结构微囊(caveolae),其第82-101位氨基酸残基区域称为脚手架结构蛋白(Caveolin-scaffolding Domain,SCD),是与其他多种分子相互作用的结构基础。KCNK3广泛分布于机体终末分化细胞或静止细胞中。KCNK3能参与信号转导的调节,抑制细胞生长和转化,以及小泡运输(包括胞吞作用、胞饮作用和跨胞作用)。但是KCNK3对畜牧动物(例如猪)的脂肪代谢和铁死亡中的作用尚未有研究报道。
实现思路