Cdkn2c-flox 基因敲除小鼠

CDKN2C，也称为p18INK4c，是一种细胞周期依赖性激酶抑制剂。它通过抑制细胞周期蛋白依赖性激酶（CDKs）的活性，阻止细胞从G1期进入S期，从而发挥细胞生长调控的作用。CDKN2C在多种肿瘤的发生和发展中起着重要的作用，包括甲状旁腺癌、胶质母细胞瘤、垂体腺瘤、胃癌、肝母细胞瘤和甲状腺髓样癌等。

甲状旁腺癌是一种罕见的内分泌恶性肿瘤，其基因组改变主要表现为CDC73基因突变，编码一种失去功能的蛋白质称为parafibromin。全外显子测序发现，PC中还存在其他基因的突变，包括mTOR、KMT2D、CDKN2C、THRAP3、PIK3CA和EZH2基因，以及CCND1基因的扩增。PC的诊断相当困难，由于缺乏可靠的诊断标准，大多数情况下是在术后通过组织学检查得出的。PC的临床表现主要是由于肿瘤过度分泌PTH，而不是局部或远处器官的扩散。对PC患者的初始主要治疗方法是甲状旁腺肿瘤的整块切除术。可能需要多次手术，但应考虑手术并发症。据报道，5年和10年的生存率分别为77-100%和49-91%。当肿瘤无法切除时，对高钙血症的治疗在患者管理中起着关键作用[1]。

在胶质母细胞瘤中，染色体1短臂的等位基因缺失是常见的，与化疗敏感性和高分级胶质母细胞瘤患者的更好预后相关。在这些肿瘤中，1p缺失也与9p上CDKN2A基因的缺失呈负相关，CDKN2A基因编码关键的细胞周期调节分子p16INK4A。因为CDKN2C基因，编码同源p18INK4C细胞周期调节蛋白，定位于1p32染色体带，因此CDKN2C是1号染色体上胶质母细胞瘤抑制基因的有力候选基因。为了评估这种可能性，研究人员研究了39种高分级胶质母细胞瘤的CDKN2C基因的纯合缺失和点突变，以及1p的等位基因缺失。虽然在CDKN2C编码区没有检测到突变，但有两种肿瘤具有涉及CDKN2C的纯合缺失。有趣的是，这些病例没有CDKN2A基因的缺失。结合最近报道的胶质母细胞瘤中CDKN2C的罕见点突变，这些发现表明，CDKN2C的失活可能在少数人类胶质母细胞瘤中具有致癌性[2]。

在垂体腺瘤中，细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂的基因组改变在各种肿瘤类型中得到证实，包括脑肿瘤。其中，细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂2A（CDKN2A或p16(INK4a)）基因已被证明在星形细胞瘤中频繁缺失或失活。CDKN2C（p18(INK4c)）基因在功能上与CDKN2A相关。此外，单独破坏CDKN2C或CDKN2C和细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂1B（CDKN1B或p27(Kip1)）或CDKN2C和TP53基因的破坏的小鼠以高频率发展垂体腺瘤（PA）。本研究旨在通过分析杂合性缺失（LOH）、突变筛选、启动子甲基化和蛋白质表达，研究垂体腺瘤中CDKN2C基因的遗传改变。此外，还研究了细胞周期基因CDKN2A及其选择性剪接形式p14(ARF)以及视网膜母细胞瘤RB1基因的基因组改变和蛋白质表达。在25%的垂体腺瘤中检测到CDKN2C基因座位的LOH，而RB1和CDKN2A位点仅在10%中发生改变。在CDKN2C基因的编码区域内没有检测到突变。然而，39.5%的腺瘤表现出CDKN2C启动子甲基化。CDKN2C蛋白质的缺失与1号染色体上CDKN2C位点的LOH和CDKN2C启动子的甲基化相关。这是首次报道肿瘤抑制基因CDKN2C在垂体腺瘤中经常受到基因组改变的影响。最常见的遗传改变是启动子甲基化，这表明通过这种机制失活CDKN2C可能在垂体腺瘤的发展中发挥重要作用[3]。

在胃癌中，原癌基因c-Myc通过选择性激活基因表达来调节多种生物学过程。然而，在癌症背景下，c-Myc介导的基因抑制的机制尚不清楚。本研究旨在阐明PRMT5在胃癌中c-Myc目标基因转录抑制中的作用。结果显示，c-Myc直接与蛋白精氨酸甲基转移酶5（PRMT5）相互作用，转录抑制包括PTEN、CDKN2C（p18INK4C）、CDKN1A（p21CIP1/WAF1）、CDKN1C（p57KIP2）和p63在内的一组基因的表达，以促进胃癌细胞生长。具体来说，我们发现PRMT5是体外和体内促进胃癌细胞生长所必需的，并且需要其甲基转移酶活性来转录抑制这组基因。一致地，这组基因的启动子富含PRMT5介导的组蛋白H4在精氨酸3上的对称二甲基化（H4R3me2s）和c-Myc，c-Myc耗竭也上调了它们的表达。H4R3me2s还与c-Myc结合的E-box基序（CANNTG）在这组基因上共定位。我们显示PRMT5直接与c-Myc结合，并且这种结合对于转录抑制目标基因是必需的。c-Myc和PRMT5的表达水平在原发性人类胃癌组织中均上调，并且其表达水平与临床结果呈负相关。综上所述，我们的研究揭示了PRMT5依赖性转录抑制c-Myc目标基因在胃癌进展中的新机制，并为了解胃癌的靶向治疗提供了潜在的新策略[4]。

在肝母细胞瘤中，研究了人类肝母细胞瘤中细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂A（CDKN2A）家族基因（CDKN2A、CDKN2B和CDKN2C）和细胞周期蛋白Ds（D1、D2和D3）基因的状态和表达。这些基因被选择是因为：1）CDKN2A和CDKN2B在人类癌症中非常频繁地被失活；2）细胞周期蛋白Ds在几种肿瘤中过表达；3）CDKN2A在肝细胞癌中通过转录后沉默。对肝母细胞瘤病例的CDKN2A、CDKN2B和CDKN2C基因的结构分析显示，这些基因没有缺失和/或点突变。此外，对9p21和1p32（CDKN2A基因所在的染色体区域）的杂合性缺失的详细调查排除了一个等位基因缺失的可能性。信使RNA（mRNA）分析显示，所有研究的肝母细胞瘤样本中都表达CDKN2C，而CDKN2A和CDKN2B基因在癌症标本中以及匹配的正常肝脏组织中都没有转录。有趣的是，由CDKN2A基因表达的替代mRNA（β-转录本）在100%的样本中均可检测到。细胞周期蛋白D基因表达的检测显示，细胞周期蛋白D1在正常肝组织中高度转录，而细胞周期蛋白D2或D3基因在匹配的转化样本中广泛表达。在蛋白质水平上的研究证实了RNA分析获得的数据。事实上，p16INK4A和p15INK4B（CDKN2A和CDKN2B的表达产物）在分析的样本中均不可见，而pl8INK4C（由CDKN2C编码）在分析的样本中明显可检测到。此外，与正常对照相比，在肿瘤组织中观察到细胞周期蛋白D1含量的明显减少和细胞周期蛋白D3水平的增加。我们的研究结果如下：1）在人类肝母细胞瘤中，CDKN2A、CDKN2B和CDKN2C基因在结构上未发生改变；2）在正常肝脏中，CDKN2A（α-转录本）和CDKN2B转录沉默，而CDKN2A（β-转录本）和CDKN2C明显表达。最后，在正常肝组织中，CDKN2A基因的表达似乎受到高度调控。这些结果表明，CDKN2A基因家族的变异不参与肝母细胞瘤的发生，而细胞周期蛋白D类型的改变可能在肿瘤的发展中发挥作用。此外，CDKN2A基因在正常肝脏组织中似乎受到高度调控的表达[5]。

在2型糖尿病和中心性肥胖中，脂肪组织中CDKN2C/p18（细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂2C）的表达降低。CDKN2C/p18是一种细胞生长调节因子，控制细胞周期进程，并且以前被认为与2型糖尿病（T2D）风险增加和周围脂肪组织（AT）储存能力降低相关。这项研究探讨了CDKN2C在AT脂肪和葡萄糖代谢中的T2D作用。通过转录组学或实时PCR分析了从T2D和对照组受试者（按性别、年龄和BMI匹配）获得的皮下AT（SAT）样本，以及配对的SAT和网膜AT（OAT）样本中CDKN2C和其他基因的表达。功能研究包括脂肪细胞葡萄糖摄取和脂解率。在人类前脂肪细胞中进行了CRISPR/Cas9 CDKN2C基因敲低，以评估脂肪生成。与对照相比，T2D和肥胖受试者的SAT和OAT中CDKN2C mRNA表达降低。SAT中CDKN2C表达与高血糖、胰岛素抵抗和内脏脂肪呈负相关，与多种代谢途径中基因的表达呈正相关，包括胰岛素信号传导和脂肪酸和碳水化合物代谢。CDKN2C蛋白主要在脂肪细胞中表达，而不是在血管细胞中表达，并且在脂肪细胞分化过程中其基因和蛋白表达上调。敲低CDKN2C并没有影响与野生型培养物相比分化的细胞百分比。然而，与野生型培养物相比，CDKN2C敲低培养物中分化标记CEBPA、ADIPOQ和FASN的表达显著降低，并且在分化过程中每脂肪细胞的脂质积累暂时减少。我们的发现表明，脂肪组织中CDKN2C的表达可能因胰岛素抵抗和肥胖而降低，这可能导致SAT脂肪储存能力受损[6]。

在肺腺癌（LUAD）中，CBX8通过转录抑制CDKN2C和SCEL促进肺腺癌的生长和转移。多梳组（PcG）蛋白的失调，介导表观遗传基因沉默，有助于肿瘤发生。作为多梳抑制复合物1（PRC1）的核心成分，chromobox（CBX）蛋白识别H3K27me3以招募PRC1以维持抑制性转录状态。然而，这些CBX蛋白在肿瘤发生中的个体生物学功能需要深入研究。在这项研究中，研究人员分析了The Cancer Genome Atlas数据中CBX家族基因的mRNA表达，并发现不同类型的癌症中五个CBX基因的表达模式不同。这些分析与免疫组织化学的结果表明，CBX8在LUAD组织中的表达显著高于邻近的非肿瘤组织。过表达方法表明，CBX8促进了LUAD细胞在体外的增殖和迁移。一致地，CBX8敲低在细胞培养和动物模型中减少了LUAD细胞的增殖和迁移。RNA测序结合实时RT-PCR检测揭示了CDKN2C和SCEL作为CBX8的目标基因。此外，染色质免疫沉淀实验表明，CBX8直接结合到CDKN2C和SCEL的启动子上以建立H2AK119ub。CBX8耗竭减少了CDKN2C和SCEL启动子上H2AK119ub的富集。此外，CDKN2C和SCEL的耗竭恢复了由CBX8敲低引起的LUAD细胞生长和侵袭能力的抑制。这些发现表明，CBX8通过转录抑制CDKN2C和SCEL促进LUAD的生长和转移。本研究揭示了CBX8在LUAD进展中的致癌作用，并为LUAD的诊断和治疗提供了新的靶点[7]。

在散发性原发性黑色素瘤中，CDKN2A基因3'非翻译区的一个单核苷酸多态性是常见的，但CDKN2B、CDKN2C、CDK4和p53基因的突变很少见。在这篇报告中，研究人员展示了在44例散发性原发性黑色素瘤中对CDKN2B、CDKN2C、CDK4和p53基因的突变分析的结果，这些黑色素瘤之前已经分析了CDKN2A（p16/p14(ARF)）基因的突变。除了1例黑色素瘤中发现p53基因密码子151-152（外显子5）的CC>T*缺失突变外，没有检测到肿瘤相关的突变。基于初步结果，研究人员在229例黑色素瘤病例和235例对照中扩展了CDKN2A基因3'非翻译区的500 C>G和540 C>T多态性的基因分型。黑色素瘤中T等位基因频率（对于540 C>T多态性）显著高于对照（0.14 vs. 0.08；χ(2) = 5.95，p = 0.01；OR = 1.71，95%CI = 1.11-2.66）。这种多态性的杂合子频率在黑色素瘤中为0.26（59/229），而在健康对照中为0.13（30/235）（χ(2) = 11.4；p = 0.0007；OR = 2.34，95% CI = 1.40-3.92）。CDKN2A基因3'非翻译区中500 C>G多态性在黑色素瘤中与CDKN2B基因中大约50 kb处C>A内含子多态性呈连锁不平衡（在44例黑色素瘤和90例对照中确定；Fisher确切检验，p<0.0001）。最后，从健康个体的T细胞淋巴母细胞中分离的基因组DNA的序列分析表明，CDKN2C基因中报道为第2外显子最后一个密码子的密码子实际上是第3外显子的第一个密码子[8]。

在甲状腺髓样癌（MTC）的管理中，CDKN2C荧光原位杂交（FISH）的作用。MTC是一种侵袭性甲状腺癌，在约75%的MTC中呈散发性。RET和RAS突变分别在大约40%和15%的散发性MTC中起作用，并且是MTC途径中的主要驱动因子。这些突变是MTC患者中最全面描述和筛查的突变之一；然而，在最近的研究中，其他CDKN2C基因（p18）的突变已被认为是MTC发生的原因。比较基因组杂交分析显示，大约40%的散发性MTC样本在1p32染色体上存在CDKN2C缺失，此外，19p13染色体上CDKN2D（p19）的频繁缺失。然而，尚未建立检测CDKN2C和CDKN2D杂合性缺失（LOH）的可行常规方法。本研究的目的是评估使用FISH筛选MTC患者CDKN2C和CDKN2D缺失的可行性。研究人员对5例具有明确RET/RAS突变的甲醛固定、石蜡包埋（FFPE）MTC样本进行了双荧光FISH检测，以检测CDKN2C和/或CDKN2D缺失。使用细菌人工染色体RP11-779F9制备CDKN2C（p18）的橙色光谱探针和RP11-177J4制备CDKN2D（p19）的橙色光谱探针，并制备1q25.2和19q11区域（RP11-1146A3和RP11-942P7，分别）的绿色光谱控制探针。9例FFPE正常甲状腺组织样本用于建立FISH信号模式的截止值。在这5例FFPE MTC样本中，4例和1例分别对CDKN2C缺失和CDKN2D缺失呈阳性显著结果。使用CDKN2C/CKS1B探针组对CDKN2C（p18）杂合性缺失进行临床实验室改进修正验证的结果与本研究中的FISH结果完全一致。因此，FISH是一种快速可靠的MTC中基因缺失的诊断或预后指标[9]。

在散发性甲状腺髓样癌中，CDKN2C拷贝数的作用。细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂（CDKN）/视网膜母细胞瘤（RB1）通路被认为在甲状腺髓样癌（MTC）肿瘤发生中起作用。CDKN2C缺失与人类RET介导的MTC相关，但与表型相关性最小。本研究的目的是评估肿瘤RET突变状态、CDKN2C缺失与MTC侵袭性之间的关联，在一组散发性疾病患者中。在一所单一机构治疗的散发性MTC患者的肿瘤中评估了体细胞RET M918T突变和CDKN2C拷贝数缺失。将这些变量与患者的人口统计学、病理学细节、临床过程以及疾病特异性生存期和总生存期进行了比较。1983年至2009年间，62例MTC病例符合纳入标准，其中36例（58%）为男性。初次手术时的中位年龄为53岁（范围22-81岁）。中位肿瘤大小为30 mm（范围6-145 mm），其中29例（57%）具有甲状腺外延伸。在60/60（78%）和12/61（20%）的患者中，在初次诊断时发现淋巴结和/或远处转移。中位随访时间为10.5年（范围1.1-27.8年）。CDKN2C缺失与更差的M期和AJCC期相关。具有CDKN2C缺失的患者的中位总生存期为4.14 [置信区间（CI）1.93-NA]年，而没有CDKN2C缺失的患者为18.27 [CI 17.24-NA]年（p<0.0001）。具有体细胞RET M918T突变和CDKN2C缺失的患者与没有体细胞RET M918T突变和CDKN2C缺失的患者相比，以及具有体细胞RET M918T突变和CDKN2C 2N的患者与没有体细胞RET M918T突变和CDKN2C 2N的患者相比，其中位总生存期分别为2.38 [CI 1.67-NA]年、10.81 [CI 2.46-NA]年和17.24 [CI 9.82-NA]年，以及未达到 [CI 13.46-NA]年（p<0.0001）。体细胞CDKN2C缺失的检测与初次诊断时存在远处转移相关，并且总生存期降低，这种关系因同时存在RET M918T突变而增强。进一步定义参与转移性MTC进展的基因将是识别疾病进展途径和新治疗靶点的重要一步[10]。

综上所述，CDKN2C在多种肿瘤的发生和发展中发挥着重要的作用。它在细胞周期调控中起着关键作用，其缺失或突变可能导致细胞生长失控和肿瘤的发生。CDKN2C的表达和功能受到多种因素的调控，包括基因突变