Ovgp1-flox 基因敲除小鼠

基因Ovgp1编码的Oviductal Glycoprotein 1（OGP）是哺乳动物中主要的非血清性输卵管蛋白。OGP在输卵管中分泌，为受精和胚胎发育提供一个重要的环境。在Rattus norvegicus的基因组中，Ovgp1已被确定为假基因，但在Mus musculus中呈现为一个功能基因。由于大鼠和小鼠都属于Murinae亚科，Ovgp1可能在其分化后丢失。有研究通过分子和蛋白质组学分析，调查了GH18家族成员在大鼠输卵管中的潜在表达。结果表明，一些物种的Rattini部落中存在终止密码子，而大多数鼠类物种都存在功能基因。因此，Ovgp1的假基因化事件可以追溯到大约1000万年前，即在Rattini部落分化之后[1]。

此外，OGP1与高血压的发生有关。研究发现，在高血压患者的基因组DNA中，OVGP1基因启动子区域的cg20823859位点存在低甲基化现象，血浆OVGP1水平显著升高。在Ovgp1转基因小鼠中，OVGP1过表达导致血压升高、血管收缩和舒张功能障碍、动脉壁重塑、血管超氧化物应激和炎症增加，这些现象在血管紧张素II灌注后加剧。相比之下，OVGP1缺乏的小鼠血管氧化应激、炎症和胶原蛋白沉积减弱。这些发现表明，OVGP1是一个促高血压因子，通过与非肌肉肌球蛋白重链IIB（MYH9）的相互作用促进血管重塑。因此，OVGP1在血管重塑和功能障碍中发挥重要作用[2]。

OGP1基因还与胚胎存活和发育有关。研究发现，OGP1基因中的非保守SNP 12944C>G位于外显子11，而三等位微卫星[(GT)15T(G)5, (GT)14T(G)5, 和 (GT)11T(G)7]位于启动子区域。在兔子中，GG基因型在72小时妊娠期表现出比CC基因型更高的早期胚胎存活率，而其胚胎发育程度较低。此外，具有(GT)14T(G)5等位基因的基因型在妊娠期的两个阶段都表现出更高的早期胚胎存活率，且胚胎发育程度较低。因此，OGP1基因的变异可能影响早期胚胎存活和发育[3]。

OGP1的结构和功能特征也得到了研究。OGP1是一种高相对分子质量的几丁质酶样蛋白，属于GH18家族。它由非纤毛上皮细胞分泌，提供受精和胚胎发育所必需的环境。研究发现，OGP1的结构模型显示，GH18家族成员在几丁质酶样结构域的边界处具有典型的折叠，进一步由一个大的(β/α)8 TIM桶亚结构域和一个小的(α+β)亚结构域组成。与活性几丁质酶相比，OGP1在催化中心存在两个关键的催化残基替换。碳水化合物结合沟在TIM桶中由各种保守的芳香族残基排列。分子对接实验表明，多种残基参与氢键和非键接触。除了少数替换外，大多数底物结合残基都得到了保留。OGP1的α+β亚结构域通过Thr270、Gln272、Tyr242和Phe275参与糖结合。因此，OGP1的结构和功能特征有助于理解其与配子的相互作用及其在生殖功能中的作用[4]。

OGP1在子宫内膜上皮细胞中表达，调节受容性和滋养层粘附。研究发现，OVGP1在胚胎植入期间小鼠子宫内膜的腔上皮细胞中特异性表达。在卵巢激素和人绒毛膜促性腺激素(hCG)的诱导下，OVGP1在Ishikawa细胞中表达。在Ishikawa细胞中敲低OVGP1的表达，降低了ITGAV、ITGB3、ITGA5、HOXA10、LIF和IL15的mRNA表达，而HOXA11、MMP9、TIMP1和TIMP3的表达升高。来自OVGP1敲低Ishikawa细胞的培养基降低了JAr细胞的体外粘附性。此外，在反复植入失败的女性子宫内膜中，OVGP1 mRNA表达显著降低。因此，OVGP1在子宫内膜上皮细胞中表达，调节受容性和滋养层粘附，可能对胚胎植入过程至关重要[5]。

OGP1在生殖相关基因的进化中具有重要作用。研究发现，生殖相关基因比其他器官表达的基因进化得更快。通过整合系统发育和基因基因组定位，研究发现基因出生、死亡和分化的进化过程。基因出生通过基因在基因组中的位置得到证实，这明确地定位了新基因（如Obox和KHDC1/DPPA5/ECAT1/OOEP基因家族）的“出生地”。通过在基因组中找到它们的“死亡地”，也表明ZP基因TGM4和OVGP1在脊椎动物进化过程中在某些物种中已经丢失。此外，在基因分化的情况下，比较不同基因组中的基因位置建立了正交关系，这些正交关系在系统发育树上得到弱支持。因此，OGP1在生殖相关基因的进化中发挥重要作用[6]。

OGP1不仅在输卵管中表达，还在其他生殖组织中表达。研究发现，除了输卵管外，OGP1 mRNA在睾丸、附睾和卵巢中表达，但在子宫、宫颈、阴道、乳腺、精囊和前列腺中不表达。在睾丸中，OGP1 mRNA定位于曲细精管基部的细胞（很可能是支持细胞），而蛋白质定位于圆形和伸长的精子细胞。在附睾中，OGP1转录本定位于附睾头部上皮，但不定位于体部和尾部；然而，在附睾精子中检测到OVGP1蛋白。在卵巢中，OGP1转录本和蛋白质定位于表面上皮、前囊性和囊性卵泡的颗粒细胞和黄体。在卵巢和输卵管中，OGP1的表达在动情期比在间情期更高。因此，OGP1可能在配子发生和生殖器官的生理中发挥重要作用[7]。

OGP1的表达与慢性子宫内膜炎有关。研究发现，在慢性子宫内膜炎患者的子宫内膜中，OVGP1 mRNA表达上调。在月经周期的增殖期和分泌期，分别分析了样本，还发现了四个在慢性子宫内膜炎子宫内膜中上调的非免疫球蛋白基因。因此，OVGP1可能成为慢性子宫内膜炎的新型诊断标志物[8]。

OGP1与子宫内膜受容性调节有关。研究发现，MRAP2在不明原因不孕症患者的子宫内膜中表达上调。MRAP2主要定位于子宫腺上皮细胞。形态学分析显示，与男性不孕症因素相关的女性相比，不明原因不孕症患者的子宫腺上皮细胞发生肥大。MRAP2可能是子宫内膜受容性的调节因子，可能通过结合MCRs和PKR1来调节子宫内膜稳定性。因此，OGP1可能通过调节子宫内膜受容性来影响胚胎植入过程[9]。

总之，OGP1是一个重要的生殖相关基因，参与调控受精、胚胎发育和子宫内膜受容性。OGP1的进化、表达和功能研究有助于深入理解其生物学作用和与生殖过程的关系。此外，OGP1还与高血压和慢性子宫内膜炎等疾病的发生有关。因此，OGP1的研究对于生殖健康和疾病治疗具有重要意义。