Ibtk-flox 基因敲除小鼠

Ibtk，也称为IBTK基因，编码主要的蛋白质亚型IBTKα。IBTKα是Cullin 3-RING E3连接酶复合物的底物受体，调节Pdcd4的泛素化和蛋白酶体降解，从而影响翻译抑制。IBTKα具有Ankyrin-BTB-RCC1结构域，介导多种蛋白质-蛋白质相互作用，可能具有广泛的调节作用，包括与转录调节因子的相互作用。IBTKα对基因表达的影响已在HeLa和K562细胞中通过RNA测序进行分析。结果显示，在HeLa细胞中，有1285个转录本（占2.03%）在IBTK敲低细胞中差异表达，其中587个上调（45.7%），698个下调（54.3%）。在K562细胞中，有1959个转录本（占3.1%）在IBTK敲低细胞中差异表达，包括1053个上调（53.7%）和906个下调（46.3%）。只有137个转录本（占0.22%）在两种细胞中均受到IBTK沉默的共同调节，表明IBTKα对基因表达的影响在细胞类型上具有特异性。基因本体分类显示，IBTK调节的基因参与不同的生物学过程，包括染色质和核小体组织、基因表达调节和细胞运输和迁移。此外，IBTK RNA干扰影响了两种细胞系中的RNA成熟，如选择性3'-和5'-剪接、相互排斥的外显子、保留的内含子和跳跃的外显子。这些结果表明，IBTK在HeLa和K562细胞中以不同的方式调节基因表达和RNA剪接，展示了该蛋白的新生物学功能[1]。

IBTK作为Cullin 3-RING泛素连接酶（CRL3）复合物的底物结合适配器，与eIF4A1相互作用。CRL3IBTK复合物催化的eIF4A1的非降解性泛素化促进了帽依赖性翻译起始、新生蛋白质合成、致癌基因表达和宫颈肿瘤细胞在体内和体外的生长。此外，mTORC1和S6K1是蛋白质合成的关键调节因子，它们直接磷酸化IBTK，以增强eIF4A1的泛素化和持续的致癌翻译。CRL3IBTK复合物与mTORC1/S6K1信号通路的联系，在癌症中经常失调，代表了一个有希望的抗癌症治疗靶点[2]。

IBTK基因编码蛋白质IBtk-alpha、beta和gamma，通过Bruton酪氨酸激酶调节B细胞受体信号传导，促进B细胞存活和分化。IBTK基因座位于基因组序列6q14.1，在淋巴增生性疾病中发生染色体异常。Pro-MirII分析预测了由IBTK基因内含子17、21、26和3'非翻译区编码的四种miRNA前体（pre-miR）。Pre-miR-IBTK3是Dicer的底物，并在体内产生IBtk miRNA。Pre-miR-IBTK3同源物在Pan troglodytes、Pongo pygmaeus和Macaca mulatta中发现，表明在灵长类动物中具有进化保守的功能[3]。

在Eμ-myc转基因小鼠中，Ibtk基因缺失提高了存活率并延迟了肿瘤的发生，这是一个Myc驱动的淋巴瘤的先验模型。特别是，Ibtk-/-Eμ-myc小鼠的骨髓和脾脏中的前癌细胞数量减少，这是因为细胞活力受损和细胞凋亡增加。Ibtk表达与myc表达之间存在直接相关性，并且通过ChIP-seq数据分析，在鼠B细胞、人造血和非造血细胞系中证明了Ibtk表达的Myc依赖性调节。通过tet-repressible Myc系统，我们证实了人B细胞中IBTK的Myc依赖性表达。此外，我们表明Ibtk缺失影响了Myc过表达的前癌细胞中的主要细胞凋亡途径，特别是MCL-1和p53。值得注意的是，我们发现Ibtk缺失也影响了细胞周期并增加了HeLa细胞中的细胞凋亡，这是一种Myc非依赖性方式。这些结果表明，Ibtk通过抑制Myc过表达的小鼠前癌细胞的凋亡来维持Myc的致癌活性，这是一种细胞特异性机制。我们的发现可能对开发IBTK抑制剂以使肿瘤细胞对细胞凋亡敏感具有意义[4]。

IBtkα形成CRL3(IBTK)复合物，促进其自身泛素化。我们确定了肿瘤抑制因子Pdcd4为IBtkα相互作用蛋白和CRL3(IBTK)的泛素化底物，用于蛋白酶体降解。血清诱导的Pdcd4降解需要IBtkα和Cul3，表明CRL3(IBTK)调节血清信号传导中的Pdcd4稳定性。通过促进Pdcd4的降解，IBtkα抵消了Pdcd4对具有茎环结构或无结构5'-UTR的报道荧光素酶mRNA的翻译的抑制效应。IBtkα通过RNAi耗尽导致Pdcd4积累，并降低了Bcl-xL mRNA的翻译，这是Pdcd4抑制的已知靶点。通过表征CRL3(IBTK)作为一种新的泛素连接酶，这项研究为了解细胞途径的调节机制提供了新的见解，例如Pdcd4依赖的mRNA翻译[5]。

IBTK基因座包括三种不同的mRNA，它们来自完全的内含子剪接、一个额外的多腺苷酸化信号和一个使用特定ATG进行蛋白质翻译的第二转录起始位点。通过Northern印迹、5'RACE和3'RACE，我们鉴定了三种IBTKalpha、IBTKbeta和IBTKgamma mRNA，其转录由两个不同的启动子区域驱动；相应的IBtk蛋白通过特异性抗体在人类细胞和鼠组织中检测到。这些结果首次表征了人类IBTK基因座，并可能有助于了解IBtk的体内功能[6]。

IBtkα间接激活了MYC基因的β-连环蛋白依赖性转录。IBtkα与GSK3β相关联并促进其泛素化，与蛋白酶体降解相关。这一事件增加了β-连环蛋白的蛋白水平，β-连环蛋白是GSK3β的底物，导致β-连环蛋白的MYC和CCND1靶基因的转录激活，这些基因参与细胞分裂和细胞凋亡的控制。在伯基特淋巴瘤细胞中，我们发现IBtkα沉默导致MYC mRNA和蛋白表达下调，以及细胞存活率显著降低，主要通过细胞凋亡事件的诱导，如通过使用基于流式细胞术的细胞周期和凋亡分析所评估的。总的来说，我们的结果进一步阐明了IBtkα互作组学的复杂谜题，并强调IBtkα是B细胞淋巴瘤个性化治疗策略中潜在的新型治疗靶点[7]。

中央角膜厚度（CCT）是一种高度可遗传的性状。显著影响CCT的基因可以成为CCT相关的常见疾病的候选基因，如原发性开角型青光眼（POAG）和圆锥角膜。由于不同亚洲人群中控制CCT的遗传因素尚不清楚，我们基于之前在新加坡印度人和马来人中进行的工作，将我们的假设扩展到中国血统的个体。我们在之前报道的包括印度人和马来人的荟萃分析中，对所有与CCT相关的关联信号（P < 10(-4)）进行了随访，以中国个体（n= 2681）为样本。在合并样本（n= 7711）中，在四个新位点观察到与CCT的强烈关联：IBTK位于6q14.1染色体上；CHSY1位于15q26.3染色体上；以及位于7q11.2和9p23染色体上的基因间区域（8.01 × 10(-11) < λ(GC)校正P(meta) < 8.72 × 10(-8)）。这四个新位点解释了样本队列中CCT总变异的额外4.3%，超过之前已确定的位点。我们还扩展了第五个位点的先前发现（AKAP13），发现了一个新的单核苷酸多态性（rs1821481，P(meta) = 9.99 × 10(-9)），比之前报道的rs6496932（P(meta) = 3.64 × 10(-5)）具有更强的信息量。在亚洲人群中进行的关联分析可能会导致发现控制CCT的种族特异性基因，为CCT的调节提供进一步的机制见解。此外，它还可能为POAG、圆锥角膜以及可能的种族/民族变异提供多个候选基因[8]。

SK1和SK2 KD导致前列腺和乳腺癌细胞系中多种基因的表达发生显著变化。SK1 KD导致前列腺癌细胞系中NSUN2、G3BP2下调和ETS1上调。SK2 KD也影响多种基因的表达，包括CAPZA1 NSUN3下调和VDAC1、IBTK、ETS1和MKNK2上调。在乳腺癌细胞中，SK1 KD导致NSUN2、NFATC3、CDK2和G3BP2下调，GTF2B、TTC17和RAB23上调。SK2 KD导致ITGAV和CAPZA1下调，GTF2B和ST13上调。基因集富集分析表明，在前列腺和乳腺癌细胞系中，SKs KD改变了多个已知的生化途径。SK1 KD改变了染色质组装、G1/S转换和有丝分裂的调节、Wnt和MAP激酶信号传导以及细胞运动。SK2 KD改变了RAS蛋白信号传导、MAP激酶和丝氨酸/苏氨酸激酶活性、细胞运动、小GTP酶介导的信号传导和磷脂酰肌醇3激酶（PI3K）信号传导。通过全基因组微阵列分析，我们确定了受SK1和SK2 KD影响的 重要分子途径。似乎SKs KD的个体基因导致单个促肿瘤基因的表达下调，但存在一种普遍的细胞反应，导致MAPK、RAS和PI3K等几个已知的促存活和促肿瘤途径的上调，这可能介导癌症对抗SKs治疗的抵抗。我们的数据表明，某些分子治疗组合在靶向前列腺癌和乳腺癌方面可能具有潜在优势。需要进一步进行信号传导研究以确认已确定的途径的个别参与[9]。

BPA扰乱了后代和成人胰腺的正常功能，后代对BPA的易感性高于成人。BPA组中有17个与胰岛素分泌相关的差异表达基因（Stxbp5l、Fam3d、Mia3、Igf1、Hif1a、Aqp1、Kif5b、Tiam1、Map4k4、Cyp51、Pde1c、Rab3c、Arntl、Clock、Edn3、Kcnb1和Krt20）被鉴定出来，还有15个具有相反表达趋势的调节基因（Zfp830、4931431B13Rik、Egr1、Ddit4l、Cep55、G530011O06Rik、Hspa1b、Hspa1a、Cox6a2、Ibtk、Banf1、Slc35b2、Golt1b、Lrp8和Pttg1）和具有相似表达趋势的调节基因Cerkl在对照组和BPA组中被鉴定出来。Hif1α可能是BPA暴露引起的胰腺癌的重要分子靶点，妊娠是BPA暴露的关键易感窗口[10]。

综上所述，IBTK在多种生物学过程中发挥着重要作用，包括基因表达、RNA剪接、细胞存活、分化和肿瘤发生。IBTK通过调节Pdcd4、eIF4A1、GSK3β等蛋白质的泛素化和降解，影响翻译抑制、致癌翻译和细胞凋亡。IBTK还参与B细胞受体信号传导，通过Bruton酪氨酸激酶调节B细胞存活和分化。此外，IBTK还可能影响中央角膜厚度和胰腺功能。IBTK的研究为深入理解其生物学功能和疾病发生机制提供了新的见解，并为开发针对B细胞淋巴瘤和其他疾病的治疗策略提供了新的思路和策略。