FNDC5
โครงสร้างที่มีอยู่ พีดีบี การค้นหาออร์โธล็อก: PDBe RCSB รายชื่อรหัส PDB 4LSD
ตัวระบุ
ชื่อเรียกอื่น	FNDC5 , FRCP2, ไอริซิน, ไอริซิน, โดเมนไฟโบรเนกตินชนิด III ที่มี 5
รหัสภายนอก	โอมิม : 611906 ; เอ็มจีไอ : 1917614 ; โฮโมโลยีน : 17812 ; การ์ดยีน : FNDC5 ; OMA : FNDC5 - ออโธล็อก
ตำแหน่งของยีน ( มนุษย์ ) คริส. โครโมโซม 1 (มนุษย์) [ 1 ] วงดนตรี 1p35.1 เริ่ม 32,862,268 bp [ 1 ] จบ 32,872,482 bp [ 1 ]
ตำแหน่งของยีน ( เมาส์ ) คริส. โครโมโซม 4 (เมาส์) [ 2 ] วงดนตรี 4|4 D2.2 เริ่ม 129,030,792 bp [ 2 ] จบ 129,038,386 bp [ 2 ]
รูปแบบการแสดงออกของ RNA บีจี มนุษย์ เมาส์ (ออร์โธล็อก) สูงสุดที่แสดงใน เนื้อเยื่อกล้ามเนื้อโครงร่างของกล้ามเนื้อไบเซปส์ เบรคิไอ กล้ามเนื้อต้นขา เนื้อเยื่อกล้ามเนื้อโครงร่างของกล้ามเนื้อหน้าท้อง (rectus abdominis) กล้ามเนื้อวาสตัส ลาเทอราลิส ซีกขวาของสมองน้อย กล้ามเนื้อน่อง ยอดหัวใจ กล้ามเนื้อเดลทอยด์ เนื้อเยื่อกล้ามเนื้อหัวใจของห้องหัวใจด้านขวา กล้ามเนื้อทิบิอาลิสแอนทีเรียร์ สูงสุดที่แสดงใน ผนังกั้นระหว่างโพรงหัวใจ กล้ามเนื้อหัวใจห้องล่าง เปลือกสมองน้อย กล้ามเนื้อโซลีอุส กล้ามเนื้อนอกลูกตา นิวเคลียสเวสติบูลาร์ส่วนกลาง นิวเคลียสสมองน้อยส่วนลึก ร่องหน้าผากส่วนบน กล้ามเนื้อไดแกสทริก เปลือกสมองส่วนรับภาพหลัก ข้อมูลอ้างอิงเพิ่มเติม ไบโอ GPS ไม่มีข้อมูล
ออนโทโลยีของยีน หน้าที่ระดับโมเลกุล กิจกรรมของฮอร์โมน หน้าที่ระดับโมเลกุล ส่วนประกอบของเซลล์ ส่วนประกอบสำคัญของเยื่อหุ้มเซลล์ บริเวณนอกเซลล์ เยื่อหุ้มเพอร์ออกซิโซม เพอร์ออกซิโซม เมมเบรน เอนโดพลาสมิกเรติคูลัม เยื่อหุ้มพลาสมา กระบวนการทางชีวภาพ การตอบสนองต่อกิจกรรมของกล้ามเนื้อ การควบคุมเชิงบวกของการเปลี่ยนแปลงเซลล์ไขมันสีน้ำตาล การควบคุมกิจกรรมของตัวรับสัญญาณ กระบวนการทางชีวภาพ การส่งสัญญาณ แหล่งที่มา: Amigo / QuickGO
ออร์โธล็อก สายพันธุ์ มนุษย์ หนู เอนเทรซ 252995 384061 วงดนตรี ENSG00000160097 ENSMUSG00000001334 ยูนิโปรท Q8NAU1 Q8K4Z2 RefSeq (mRNA) NM_153756 NM_001171940 NM_001171941 NM_027402 RefSeq (โปรตีน) NP_001165411 NP_001165412 NP_715637 NP_081678 สถานที่ตั้ง (UCSC) Chr 1: 32.86 – 32.87 Mb Chr 4: 129.03 – 129.04 Mb การค้นหาใน PubMed [ 3 ] [ 4 ]
วิกิดาต้า
ดู/แก้ไขข้อมูลมนุษย์ ดู/แก้ไขเมาส์

โปรตีนที่มีโดเมนไฟโบรเนกตินชนิด III 5ซึ่งเป็นสารตั้งต้นของไอริซิน เป็นไกล โคโปรตีนทรานส์เมมเบรนชนิดI ที่ถูกเข้ารหัสโดยยีนFNDC5 ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]} ไอริซินเป็นเวอร์ชันที่ถูกตัดของ FNDC5 ซึ่งตั้งชื่อตามเทพีผู้ส่งสารของกรีก ชื่อ ไอริส^{[ 7 ]}

โปรตีนที่มีโดเมนไฟโบรเนกติน 5 เป็นโปรตีนเยื่อหุ้มเซลล์ที่ประกอบด้วยโดเมนไซโตพลาสมิกสั้นๆ ส่วนที่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ และส่วนนอกเซลล์ที่ประกอบด้วยโดเมนไฟโบรเนกตินชนิด III (FNIII) ประมาณ 100 kDa ^{[ 8 ]}

FNDC5 ถูกค้นพบครั้งแรกในปี 2545 ระหว่างการค้นหาโดเมนไฟโบรเนกตินประเภท III ในจีโนม ^{[ 9 ]}และโดยอิสระจากการค้นหาโปรตีนเพอร์ออกซิโซม^{[ 5 ] [ 10 ]}

มีการเสนอว่าเอ็กโทโดเมนจะถูกแยกออกเพื่อให้ได้ฮอร์โมนเปปไทด์ ที่ละลายน้ำได้ ชื่อว่าไอริซิน นอกจากนี้ยังมีการเสนอว่าไอริซินถูกหลั่งออกมาจากกล้ามเนื้อเพื่อตอบสนองต่อการออกกำลังกาย และอาจเป็นตัวกลางในการส่งผลดีบางประการของการออกกำลังกายในมนุษย์ และมีการเสนอแนะถึงศักยภาพในการลดน้ำหนักและป้องกันโรคเบาหวาน^{[ 7 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] อย่างไรก็ตามนักวิจัยคนอื่นๆตั้งคำถามเกี่ยว}กับผลการค้นพบเหล่านี้^{[ 5 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]}บทความวิจารณ์ในปี 2021 เน้นย้ำถึงการค้นพบใหม่ๆ เกี่ยวกับไอริซินในการทำงานของสมองและการปรับโครงสร้างกระดูก แต่ก็วิจารณ์การศึกษาทั้งหมดที่ใช้การทดสอบแอนติบอดีเชิงพาณิชย์ในการวัดความเข้มข้นของไอริซิน นอกจากนี้ยังตั้งคำถามว่าฮอร์โมนการออกกำลังกายสามารถเกิดขึ้นได้อย่างไรในวิวัฒนาการ^{[ 21 ]}หลังจากนั้นไม่นาน การศึกษาโดยใช้หนูที่ขาด FNDC5 รวมถึงการเพิ่มระดับไอริซินในกระแสเลือดอย่างเทียม แสดงให้เห็นว่าไอริซินมีผลดีต่อการทำงานของสมองเช่นเดียวกับการออกกำลังกายและสามารถทำหน้าที่เลียนแบบการออกกำลังกายในหนูได้ ดังนั้นระบบควบคุมนี้จึงถูกตรวจสอบเพื่อหาแนวทางในการแทรกแซงเพื่อปรับปรุงการทำงานของสมองหรือบรรเทาโรคอัลไซเมอร์^{[ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]}

ยีน FNDC5 เข้ารหัสโปรฮอร์โมน ซึ่งเป็นโปรตีนเมมเบรนชนิดที่ 1 แบบผ่านชั้นเดียว (ในมนุษย์มี 212 กรดอะมิโนในหนูและหนูแรตมี 209 กรดอะมิโน) ที่ถูกกระตุ้นให้เพิ่มขึ้นโดยการออกกำลังกายของกล้ามเนื้อ และ undergoes กระบวนการหลังการแปลเพื่อสร้างไอริซิน ลำดับของโปรตีนประกอบด้วยเปปไทด์สัญญาณ โดเมนไฟโบรเนกตินชนิดที่ 3 เดี่ยว และ โดเมนไฮโดรโฟบิก ที่ปลาย Cซึ่งยึดติดอยู่กับเยื่อหุ้มเซลล์

การผลิตไอริซินมีความคล้ายคลึงกับการหลุดลอกและการปล่อยฮอร์โมนและโพลีเปปไทด์ที่คล้ายฮอร์โมนอื่นๆ เช่นปัจจัยการเจริญเติบโตของผิวหนังและTGF อัลฟาจากสารตั้งต้นทรานส์เมมเบรน หลังจากที่ เปปไทด์สัญญาณ ปลาย Nถูกกำจัดออกไป เปปไทด์จะถูกตัดแยกด้วยโปรตีโอไลติกจากส่วนปลาย C จากนั้นจะถูกเติมหมู่ไกลโคซิลและปล่อยออกมาเป็นฮอร์โมนที่มีกรดอะมิโน 112 ตัว (ในมนุษย์ กรดอะมิโน 32–143 ของโปรตีนความยาวเต็ม ในหนูและหนูแรต กรดอะมิโน 29–140) ซึ่งประกอบด้วยบริเวณซ้ำ FNIII ส่วนใหญ่ โปรตีเอส/เอนไซม์ที่รับผิดชอบในการตัดแยก FNDC5 ไปเป็นรูปแบบที่หลั่งออกมาคือไอริซิน ยังไม่ได้รับการระบุ^{[ 8 ]}

ลำดับของไอริซินได้รับการอนุรักษ์ไว้อย่างดีในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ลำดับของมนุษย์และหนูเหมือนกัน^{[ 7 ]}อย่างไรก็ตามโคดอนเริ่มต้นของ FNDC5 ของมนุษย์มีการกลายพันธุ์เป็น ATA ซึ่งทำให้ FNDC5 ของมนุษย์อาจถูกแสดงออกในสองเวอร์ชัน:

• เวอร์ชันเต็มที่มีการเริ่มต้นด้วย ATA ซึ่งถูกถอดรหัสในระดับเพียง 1% ของสัตว์อื่นๆ ที่มีการเริ่มต้นด้วย ATG ตามปกติ
• เป็นเวอร์ชันที่ถูกตัดทอนอย่างมาก โดยเริ่มต้นที่เมไทโอนีน-76 (Met-76) เวอร์ชันนี้ไม่มีเปปไทด์สัญญาณ ที่คาดการณ์ไว้ ซึ่งจำเป็นสำหรับการขนส่งออกจากไซโตพลาสซึม

การศึกษาโดยใช้แมสสเปกโทรเมตรีรายงานระดับไอริซินประมาณ 3 นาโนกรัม/มิลลิลิตรในพลาสมาของมนุษย์ ซึ่งเป็นระดับที่เทียบเท่ากับฮอร์โมนสำคัญอื่นๆ ของมนุษย์ เช่น อินซูลิน การศึกษาเดียวกันนี้รายงานว่ารูปแบบหลักในพลาสมาคือรูปแบบ ATA ตามที่คาดไว้เนื่องจากการมีอยู่ของเปปไทด์สัญญาณ^{[ 8 ]}ไม่มีการศึกษาเปรียบเทียบระดับไอริซินในสัตว์ชนิดอื่น

ในการศึกษาล่าสุด Witmer et al. ^{[ 25 ]}ได้ให้หลักฐานทางจีโนมและโมเลกุลที่เสริมกันเพื่อแสดงให้เห็นว่า Fndc5 (โปรตีนพรีเคอร์เซอร์ของไอริซินไมโอไคน์) ถูกแปลในมนุษย์และหนูจากรหัสเริ่มต้น ATG ต้นน้ำที่ถูกมองข้าม ผลการค้นพบเหล่านี้ให้การสนับสนุนเพิ่มเติมต่อความเป็นไปได้ของการมีอยู่ของไอริซินในมนุษย์ โดยเผยให้เห็นกลไกการแปลและการประมวลผลโปรตีน Fndc5 ที่น่าเชื่อถือมากขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับการแสดงออกที่เป็นไปได้จากรหัสเริ่มต้น ATA ที่กลายพันธุ์ซึ่งไม่มีประสิทธิภาพ

การออกกำลังกายทำให้มีการแสดงออกของ peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1 alpha ( PGC-1alpha ) เพิ่มขึ้นในกล้ามเนื้อซึ่งเกี่ยวข้องกับการปรับตัวต่อการออกกำลังกาย ในหนู การออกกำลังกายนี้ทำให้เกิดการผลิตโปรตีน FNDC5 ซึ่งถูกตัดเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ใหม่คือ irisin ^{[ 7 ] [ 13 ]} เนื่องจากการผลิตผ่านกลไกที่เริ่มต้นโดยการหดตัวของกล้ามเนื้อ irisin จึงถูกจัดอยู่ในกลุ่มmyokine ^{[ 26 ]}

จากการค้นพบว่า FNDC5 กระตุ้นการแสดงออกของเทอร์โมเจนิน ในเซลล์ไขมันการแสดงออกของ FNDC5 มากเกินไปในตับของหนูช่วยป้องกันการเพิ่มน้ำหนักที่เกิดจากอาหาร และ ระดับ mRNA ของ FNDC5เพิ่มสูงขึ้นในตัวอย่างกล้ามเนื้อของมนุษย์หลังการออกกำลังกาย จึงมีการเสนอว่าไอริซินส่งเสริมการเปลี่ยนไขมันขาวเป็นไขมันน้ำตาลในมนุษย์ ซึ่งจะทำให้เป็นฮอร์โมนที่ส่งเสริมสุขภาพ^{[ 11 ] [ 12 ] [ 27 ]}แม้ว่าข้อเสนอนี้จะถูกท้าทาย^{[ 28 ]}ด้วยหลักฐานที่พบว่าFNDC5ถูกควบคุมเพิ่มขึ้นเฉพาะในผู้สูงอายุที่มีกิจกรรมสูง^{[ 18 ]}แต่เอกสารทางวิชาการล่าสุดได้สนับสนุนสมมติฐานที่ว่า FNDC5 และไอริซินมีบทบาทที่จำเป็นต่อประโยชน์ที่เกี่ยวข้องกับการออกกำลังกาย^{[ 27 ] [ 6 ]}

ในหนู ไอริซินที่ปล่อยออกมาจากกล้ามเนื้อโครงร่างระหว่างการออกกำลังกายจะออกฤทธิ์โดยตรงต่อกระดูกโดยการเพิ่มความหนาแน่นของแร่ธาตุในกระดูกชั้นนอก เส้นรอบวงของกระดูก และโมเมนต์ความเฉื่อยเชิงขั้ว^{[ 29 ]}ไอริซินควบคุมการปรับโครงสร้างกระดูก^{[ 30 ]}และการเผาผลาญกระดูกในแบบจำลองสัตว์และมนุษย์^{[ 31 ]}

ไอริซินได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นตัวควบคุมที่สำคัญของผลดีต่อการรับรู้จากการออกกำลังกายในสัตว์ฟันแทะ^{[ 24 ]}

FNDC5 เป็นที่ทราบกันว่ามีปฏิสัมพันธ์กับโมเลกุลต่างๆ มากมาย ในผลกระทบที่เกี่ยวข้องกับการออกกำลังกาย PGC-1alpha กระตุ้นการแสดงออกของยีน FNDC5 ผ่าน การมีอยู่ของ ERRαและการออกกำลังกายนำไปสู่การถอดรหัสของ Pgc-1α และ Errα ที่เพิ่มขึ้น ดังนั้นจึงมีการถอดรหัสของ Fndc5 เพิ่มขึ้น^{[ 15 ]}นอกจากนี้ FNDC5 ยังเป็นตัวควบคุมเชิงบวกของการแสดงออกของ BDNF และสามารถมีอิทธิพลต่อการแสดงออกของ BDNF ในสมองได้แม้ว่าจะส่งผ่านทางส่วนปลายโดยเวกเตอร์อะเดโนไวรัสก็ตาม^{[ 15 ]}

ไอริซินส่งเสริมการเปลี่ยนเนื้อเยื่อไขมันสีขาว (WAT) เป็นเนื้อเยื่อไขมันสีน้ำตาล (BAT) โดยการเพิ่มการแสดงออกของUCP1 ^{[ 7 ]} การศึกษา ในหลอดทดลองในปี 2016 เกี่ยวกับเนื้อเยื่อเซลล์ไขมันสีขาวและสีน้ำตาลพบว่ามีการเพิ่มขึ้นของการแสดงออกของโปรตีนที่เรียกว่าUCP1ซึ่งมีส่วนช่วยในการเปลี่ยนไขมันสีขาวให้เป็นสีน้ำตาล และพบเครื่องหมายอื่นๆ ที่บ่งชี้ว่าเซลล์สีขาวกำลังเปลี่ยนเป็นสีน้ำตาลและเซลล์ไขมันมีการทำงานทางเมตาบอลิซึมมากขึ้น เซลล์ต้นกำเนิดจำนวนมากกลายเป็นเซลล์ชนิดหนึ่งที่เจริญเติบโตเป็นกระดูก เนื้อเยื่อที่ได้รับการรักษาด้วยไอริซินผลิตเซลล์ไขมันที่เจริญเต็มที่น้อยลงประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์^{[ 7 ]}

ไอริซินยังโต้ตอบกับBDNFในแง่ของการควบคุมระดับในสมองด้วย^{[ 15 ] [ 32 ]}ในการศึกษาล่าสุด พบว่าการแสดงออกของ BDNF ในเซลล์ประสาทฮิปโปแคมปัสหลักลดลงเมื่อความเข้มข้นของกลูโคสและระยะเวลาการสัมผัสกลูโคสเพิ่มขึ้น หรือในสภาวะของหนูที่เป็นเบาหวาน ความมีชีวิตชีวาของเซลล์ประสาทฮิปโปแคมปัสหลักเหล่านี้จากหนูที่เป็นเบาหวานลดลงอย่างเห็นได้ชัดเมื่อระดับ BDNF ต่ำ แต่ดีขึ้นหลังจากได้รับการรักษาด้วยไอริซิน ดังนั้น พบว่าไอริซินควบคุมการแสดงออกของ BDNF ในเชิงบวกและส่งผลเสียต่อระดับของ GHbA1c (ฮีโมโกลบิน A1c ที่ถูกไกลเคชั่นของมนุษย์) และAGEsซึ่งบ่งชี้ว่าไอริซินมีอิทธิพลต่อความผิดปกติทางด้านการรับรู้ในหนูที่เป็นเบาหวานประเภทที่ 2 โดยการควบคุมการแสดงออกของ BDNF และการเผาผลาญกลูโคส^{[ 32 ]} ดูเหมือนว่าโปรตีนเหล่านี้จะเชื่อมต่อและเกี่ยวข้องกันในแง่ของโรคหัวใจและหลอดเลือด/เมตาบอลิ ซึม เช่นความดันโลหิตสูงและเบาหวาน

• จีดับบลิว 501516