Mta3-flox 基因敲除小鼠

MTA3，即转移相关蛋白3，属于转移相关蛋白（MTAs）家族，是一类染色质重塑蛋白。MTA家族成员在生理和病理环境中发挥着重要的调控作用。MTA3在各种组织中均有表达，并与多种生理功能相关。在癌症背景下，MTA1和MTA2通常被认为是致癌基因，因为它们能够增强转移。然而，MTA3在癌症中的作用则更为复杂，具体取决于癌症的类型和阶段。在某些癌症中，MTA3作为肿瘤抑制因子，通常下调Snail的表达，Snail是上皮-间质转化的主要调节因子，随后抑制癌细胞的侵袭和迁移。此外，MTA3可能通过增强某些癌症中癌细胞的分化而不影响增殖来发挥作用。另一方面，MTA3可能具有与MTA1和MTA2相似的致癌基因特性。

在肝细胞癌（HCC）中，MTA3的表达与肿瘤进展和不良预后相关[1]。MTA3在HCC细胞核中过度表达，而在细胞质中下调。这些发现表明MTA3是HCC的致癌基因，预测HCC的不良预后，并可能成为HCC治疗的未来标志物。

在胰腺导管腺癌（PDAC）中，MTA3介导了吉西他滨（GEM）的耐药性，因此可能成为联合化疗的潜在治疗靶点[2]。CRISPR/Cas9激活库筛选显示，MTA3是GEM处理细胞中富集度最高的基因，生物信息学和组织学分析表明其与GEM耐药性高度相关。MTA3在体外和体内实验中促进了PDAC细胞对GEM的耐药性。机制上，作为Mi-2/核小体重塑和脱乙酰化转录抑制复合物的一部分，MTA3转录抑制CRIP2的表达，CRIP2是NF-κB/p65的转录抑制因子，从而激活NF-κB信号通路，导致GEM耐药。此外，GEM处理通过激活STAT3信号通路增加PDAC细胞中MTA3的表达，从而诱导PDAC对GEM的获得性耐药。在患者来源的异种移植（PDX）小鼠模型中，秋水仙碱抑制了MTA3的表达，并增加了肿瘤细胞对GEM的敏感性。基于这些发现，MTA3在PDAC的GEM耐药中起着关键作用，是逆转GEM化疗耐药的潜在治疗靶点。

在2型糖尿病（T2DM）小鼠的Leydig细胞中，T2DM介导的氧化应激抑制了MTA3的表达[3]。胰岛素处理以浓度和时间依赖性方式降低了Leydig细胞中MTA3的表达。这表明胰岛素可能具有直接控制MTA3表达的额外内分泌作用。本研究表明，T2DM介导的MTA3抑制与睾丸氧化应激的增加相关。相反，使用强抗氧化剂褪黑激素处理有效地改善了氧化应激并恢复了MTA3的表达，但未能改变糖尿病小鼠中睾酮缺乏（TD）的血清胰岛素水平。通过多种生化方法，我们证明了氧化应激通过抑制核受体亚家族4组A成员1（NR4A1）介导的MTA3转录激活来抑制MTA3的表达。相比之下，NR4A1的异位表达改善了氧化应激受损的Leydig细胞中MTA3的表达。通过使用有效的体内基因转移方法，即通过慢病毒质粒的微注射，我们发现体内补充MTA3的表达部分恢复了糖尿病小鼠中TD的睾丸类固醇生成并改善了雄性生育能力。因此，我们揭示了氧化应激受损的NR4A1驱动的MTA3转录激活在受刺激的Leydig细胞中的中心调控枢纽，这是调节高胰岛素血症和与TD相关的雄性不育之间串扰的潜在机制。

在高级子宫内膜腺癌中，MTA3的表达下调[4]。子宫内膜腺癌的样本来自200名患者，并使用免疫组化分析MTA3和雌激素受体α和β（ER-α和ER-β）的表达。总的来说，组织学分化等级3的子宫内膜腺癌的MTA3表达显著低于组织学等级1和2的癌（p<0.05）。MTA3的表达在分化差的子宫内膜腺癌中降低，尽管与ER-α和ER-β的表达没有相关性。此外，MTA3的表达不影响无进展生存期、特定原因生存期和总生存期。总的来说，MTA3在本研究中不是独立的预后因素，这表明MTA3不是一个有用的标志物来评估和识别子宫内膜腺癌中的高风险患者。然而，MTA3的下调使这种细胞类型在恶性转化后具有高度转移的潜力，在人类子宫内膜癌变中发挥着至关重要的作用，但其确切作用尚不清楚。

在乳腺癌中，MTA1和MTA3/TRIM21之间的反馈回路调节了乳腺癌的干细胞特性，以响应雌激素[5]。本研究旨在调查MTA1、MTA3和三重基序包含蛋白21（TRIM21）在乳腺癌细胞的增殖、侵袭、上皮-间质转化（EMT）和干细胞样特性中的作用。使用Chromatin免疫沉淀（ChIP）、荧光素酶报告基因、免疫沉淀（IP）和泛素化分析探讨了雌激素调节的MTA1和MTA3/TRIM21之间的反馈回路的分子机制。这些发现表明，MTA1通过抑制包括TRIM21和MTA3在内的肿瘤抑制基因的转录，促进乳腺癌的进展。相反，MTA3抑制MTA1的转录，而TRIM21调节乳腺癌中MTA1蛋白的稳定性。雌激素破坏了MTA1和MTA3以及MTA1和TRIM21之间的平衡，从而影响乳腺癌中的干细胞特性和EMT过程。这些发现表明，MTA1通过MTA3或TRIM21的负反馈回路响应雌激素，在干细胞命运和EMT的等级调控网络中发挥着重要作用，支持MTA1、MTA3和TRIM21作为潜在的预后生物标志物，以及MTA1作为未来乳腺癌治疗的靶点。

在胃食管交界处腺癌中，MTA3表达下调，与预后不良相关[6]。胃食管交界处（GEJ）腺癌的预后较差，这在很大程度上是由于早期和频繁的转移。癌症获得转移潜能涉及上皮-间质转化（EMT）。转移相关基因MTA3是Mi-2/NuRD转录抑制复合物的新成员，已被确定为通过抑制Snail增加E-钙粘蛋白表达来调节EMT的主导调节因子。本研究评估了MTA3途径成分的表达模式及其在GEJ腺癌中的预后意义。与正常组织和低转移潜能的肿瘤细胞系相比，肿瘤组织中的MTA3表达在蛋白质和mRNA水平上均降低。对128例病例的免疫组化分析表明，MTA3表达较低的患者预后较差。MTA3、Snail和E-钙粘蛋白的联合表达改变与恶性特征有更强的相关性。总的来说，结果表明，MTA3调节的EMT途径被改变以促进EMT，从而促进疾病进展，并且MTA3表达是GEJ腺癌患者的一个独立的预后因素。

在绒毛外滋养层细胞（EVT）侵袭中，MTA3通过NuRD复合物进行调节[7]。绒毛外滋养层细胞（EVT）侵袭对于重塑子宫三级动脉和妊娠期间的胎盘发育至关重要。EVT侵袭受损可能导致胎盘相关疾病的病理。转移相关蛋白3（MTA3）是核小体重塑和脱乙酰化（NuRD）复合物的一个亚单位，以一种组蛋白脱乙酰酶依赖的方式抑制转录。MTA3在先兆子痫胎盘中被下调，这表明它在EVT侵袭中具有潜在的作用。本研究通过研究EVT细胞中其分子机制来探讨MTA3在EVT侵袭中的作用。首先，我们使用免疫组化在人胎盘的EVT细胞中确认了MTA3的表达。然后，我们使用慢病毒介导的MTA3短发夹RNA（shRNA）敲低EVT来源的HTR8/SVneo细胞中的MTA3表达，并发现MTA3敲低细胞的侵袭能力更高。使用定量实时PCR，我们发现与对照细胞相比，MTA3敲低细胞中侵袭相关基因基质金属蛋白酶2（MMP2）、基质金属蛋白酶9（MMP9）和转录因子Snail的表达更高。免疫共沉淀-Western印迹分析显示，NuRD的一个亚单位组蛋白脱乙酰酶1（HDAC1）在HTR8/SVneo细胞中与MTA3存在蛋白-蛋白相互作用。免疫共沉淀-质谱分析进一步鉴定了71个与MTA3相互作用的蛋白，包括NuRD亚单位、异染色质蛋白、表观遗传修饰因子和转录因子。这一结果不仅表明NuRD复合物参与了MTA3的功能，还证明了MTA3和NuRD复合物介导的转录抑制在EVT中的复杂的多重协同作用者。总之，我们的数据表明，MTA3通过NuRD复合物调节EVT侵袭和相关基因表达。

MTA3在绒毛外滋养层细胞中调节CGB5和Snail基因的表达[8]。人绒毛膜促性腺激素（hCG）是胎盘绒毛外滋养层分泌的重要激素，在妊娠期间起着重要作用，并需要维持妊娠。先前的研究表明，hCG表达的失调与子痫前期相关。然而，hCG水平改变与子痫前期发展之间的确切关系尚不清楚。转移相关蛋白3（MTA3）是染色质重塑蛋白，在胎盘绒毛外滋养层中大量表达，但其功能尚不清楚。在乳腺癌中，MTA3已被证明抑制Snail和细胞迁移的表达。然而，MTA3是否在绒毛外滋养层中发挥类似作用尚未进行研究。本研究探讨了MTA3在调节绒毛外滋养层细胞系BeWo中的hCG β亚基基因（基因名称：CGB5）和Snail表达中的作用，以及其与子痫前期中hCG高表达水平的相关性。首先，我们通过基因表达微阵列和qRT-PCR比较了先兆子痫胎盘与正常对照胎盘中MTA3的表达，发现先兆子痫胎盘中的MTA3显著下调，而CGB5和Snail均上调。其次，我们敲低绒毛外滋养层细胞系BeWo中的MTA3基因，发现Snail和hCG均上调，这表明MTA3在绒毛外滋养层中抑制Snail和hCG基因的表达。接下来，我们将CGB5和Snail启动子分别克隆到pGL3-basic载体中，发现通过siRNA沉默MTA3导致CGB5和Snail启动子活性增加。为了证实这种MTA3抑制是直接作用，我们进行了染色质免疫沉淀（ChIP）分析，发现MTA3占据了BeWo细胞中Snail和hCG的启动子近端区域。此外，我们通过免疫组化检测了绒毛外滋养层中的MTA3表达，发现MTA3在绒毛细胞滋养层中的表达高于合体滋养层，这支持了MTA3与hCG表达的反向关联。最后，使用特征明显的绒毛外滋养层融合模型，我们检查了 forskolin处理的BeWo细胞中MTA3和hCG的水平，发现MTA3下调伴随着hCG的上调。这些数据进一步表明，MTA3抑制了胎盘绒毛外滋养层中的hCG表达。总的来说，MTA3在抑制胎盘绒毛外滋养层中的hCG和Snail中发挥着重要作用，其失调与子痫前期相关。

在舌鳞状细胞癌（TSCC）中，MTA3-SOX2模块调节了癌症干细胞的特性和临床结果[9]。癌细胞可塑性在肿瘤发生和肿瘤进展中发挥着重要作用。转移相关蛋白3（MTA3），作为核小体重塑和组蛋白脱乙酰酶（NuRD）复合物和多效核心调节因子，在许多癌症类型中可以作为肿瘤抑制因子。然而，MTA3在舌鳞状细胞癌（TSCC）中的作用尚不清楚，尽管它是最常见的头颈癌，且预后往往较差。通过分析已发表的数集和临床标本，我们发现TSCC中MTA3的水平低于正常舌组织。基因集富集分析（GSEA）的数据也表明，MTA3与癌症干细胞特性呈负相关。此外，TSCC患者和TSCC细胞系中MTA3的水平与SOX2的水平呈负相关，SOX2是癌症干细胞（CSCs）可塑性的关键调节因子。我们还发现SOX2在MTA3介导的CSC抑制中发挥着不可或缺的作用。使用模拟人类TSCC的动物模型，我们发现肿瘤发生和进展过程中，MTA3和SOX2的水平分别降低和升高。最后，我们发现MTA3低/SOX2高的患者预后最差，这表明MTA3低/SOX2高可以作为TSCC患者的独立预后因素。总的来说，我们的数据表明，MTA3能够通过下调SOX2来抑制TSCC癌症干细胞特性和肿瘤生长，MTA3低/SOX2高可能是TSCC患者的潜在预后因素。

综上所述，MTA3在多种癌症中发挥着重要作用，包括HCC、PDAC、T2DM相关的Leydig细胞、子宫内膜腺癌、乳腺癌、GEJ腺癌和TSCC。MTA3的功能和表达与癌症的进展和预后密切相关。MTA3在调节癌症干细胞特性、侵袭、转移和耐药性中发挥着重要作用。此外，MTA3还与糖尿病和男性不育等非癌症相关疾病有关。因此，MTA3是癌症研究和治疗的重要靶点，深入了解MTA3的生物学功能和调控机制，对于开发新的治疗策略具有重要意义。