Dclk1-flox 基因敲除小鼠

Dclk1，即双皮质素样激酶1，是一种微管相关蛋白激酶，具有C末端丝氨酸/苏氨酸激酶结构域。它最初被描述为在微管聚合和神经元迁移过程中标记放射状胶质细胞的蛋白质，可能对早期神经发生有所贡献。此外，Dclk1还被提议为静止的胃肠和胰腺干细胞的标记，但近年来已被认为是胃肠道中的刷状细胞标记。虽然Dclk1+刷状细胞现在被认为是正常的肠道中的巢穴或感觉细胞，但越来越多的证据支持Dclk1在多种恶性肿瘤中发挥作用，调节多个关键通路，包括Kras信号通路[7]。Dclk1在多种生物学过程中发挥作用，包括细胞分化、发育、代谢和疾病发生。Dclk1的表达在多种肿瘤中上调，如乳腺癌、肺癌、肝细胞癌、刷状细胞和人类胆管癌。研究表明，Dclk1在肿瘤的发生、发展和转移中起着重要作用。Dclk1的表达与多种干细胞受体、信号通路和基因相关，表明其在促进肿瘤发生中起着直接或间接的作用。此外，Dclk1的影响被发现与致癌基因的功能有关。通过使用靶向策略下调DCLK1的表达，如siRNA、miRNA、CRISPR/Cas9技术、纳米分子、特异性单克隆抗体和沉默DCLK1调节的通路，已在体外和体内研究中显示出胃肠道癌症的 hopeful 结果[3]。

Dclk1在动脉粥样硬化中也发挥着重要作用。在动脉粥样硬化病变的巨噬细胞中，Dclk1的表达上调，巨噬细胞特异性Dclk1的缺失通过减少小鼠炎症来减轻动脉粥样硬化。机制上，RNA测序分析表明，Dclk1通过NF-κB信号通路介导oxLDL诱导的炎症。共免疫沉淀后LC-MS/MS分析鉴定出IKKβ为Dclk1的绑定蛋白。研究证实，Dclk1直接与IKKβ相互作用并在S177/181位点磷酸化IKKβ，从而促进巨噬细胞中的NF-κB激活和炎症基因表达。最终，Dclk1的药理抑制剂可以防止体外和体内的动脉粥样硬化进展和炎症。这些发现表明，巨噬细胞Dclk1通过结合IKKβ并激活IKKβ/NF-κB促进炎症性动脉粥样硬化，这项研究报道了Dclk1作为炎症中新的IKKβ调节因子，并成为炎症性动脉粥样硬化的潜在治疗靶点[1]。

Dclk1在胰腺癌中也发挥着重要作用。Dclk1表达定义了正常胰腺中的一种罕见细胞群体，其频率在胰腺肿瘤发生的早期阶段增加。Dclk1表达细胞在胰腺中的身份和精确作用一直存在争议，尽管有证据表明它们参与了一系列关键功能，包括再生和肿瘤形成。通过使用新开发的Dclk1报告小鼠模型和单细胞RNA测序分析，研究人员确定了正常胰腺和胰腺肿瘤中Dclk1表达细胞。在正常胰腺中，Dclk1上皮表达识别了导管、胰岛和腺泡细胞。在胰腺肿瘤中，Dclk1表达识别了五种上皮细胞群体，其中腺泡向导管化生（ADM）样细胞和刷状样细胞最为突出。这两种细胞群体在胰腺肿瘤中发挥着相反的作用，Dclk1+ ADM样细胞维持肿瘤生长，而Dclk1+刷状样细胞抑制肿瘤进展。Kras突变腺泡细胞分化为Dclk1+刷状样细胞需要转录因子SPIB的激活，并通过涉及癌症组2先天淋巴样细胞（ILC2）和癌症激活成纤维细胞（CAFs）的细胞旁分泌环路得到进一步支持，分别提供IL13和IL33。反过来，Dclk1+刷状样细胞释放血管紧张素原，在胰腺肿瘤中发挥保护作用。这项研究提供了对正常胰腺中Dclk1+细胞生物学的新的见解，揭示了一个涉及CAFs、ILC2和Dclk1+刷状样细胞，最终导致血管紧张素原释放的保护轴，以对抗胰腺肿瘤进展[2]。

Dclk1还在胆管癌中发挥着重要作用。胆管癌（CCA）是一种非常具有侵袭性的癌症，显示出高癌症干细胞（CSCs）的存在。Dclk1已被证明是不同胃肠固体肿瘤中的CSC标记。通过免疫分选特定CSC标记（LGR5 [富含亮氨酸重复的G蛋白偶联受体]，CD [分化簇] 90，EpCAM [上皮细胞粘附分子]，CD133和CD13）和制备原代细胞培养物，分析了Dclk1在CCA细胞培养物中的表达。通过实时定量PCR、蛋白质印迹和免疫荧光分析了Dclk1的表达。通过评估选择性Dclk1抑制剂（LRRK2-IN-1）对细胞增殖（MTS [3-(4,5-二甲基噻唑-2-基)-5-(3-羧甲基氧基苯基)-2-(4-磺苯基)-2H-四唑]试验、细胞群体倍增时间）、细胞凋亡和集落形成能力的影响，进行了功能研究。通过免疫组化和实时定量PCR研究了原位Dclk1。通过酶联免疫吸附测定分析了Dclk1的血清浓度。研究发现，与未分选细胞相比，在pCCALGR5+和iCCACD133+细胞中，CCA的基因和蛋白质Dclk1表达增加。LRRK2-IN-1以剂量依赖性方式显示出抗增殖作用。与未经处理的细胞相比，LRRK2-IN-1显着损害细胞增殖，诱导细胞凋亡，并降低iCCA和pCCA中的集落形成能力和集落大小。原位分析证实，Dclk1仅存在于肿瘤中，而不存在于健康组织中。有趣的是，在iCCA（高）、pCCA（高）、HCC（低）和肝硬化（低）的患者血清样本中检测到了Dclk1，但在健康对照组中几乎检测不到。Dclk1表征了iCCACD133+和pCCALGR5+的特定CSC亚群，其抑制在原代CCA细胞培养中发挥了抗肿瘤作用。人类Dclk1血清可能代表早期CCA诊断的血清生物标志物[4]。

在肠道肿瘤中，Dclk1+细胞也发挥着重要作用。Dclk1+和Lgr5-双阳性肿瘤细胞是肠道肿瘤的肿瘤干细胞。通过分析Dclk1+正常肠道和Dclk1+肿瘤细胞在ApcMin/+小鼠中的基因表达谱，研究人员发现，与Dclk1+正常肠道细胞相比，Dclk1+肿瘤细胞中高度表达与微管和肌动蛋白细胞骨架（例如，Rac2）相关的基因，以及Src家族激酶（即，Hck、Lyn、Csk和Ptpn6）的成员。在Lgr5EGFP-IRES-CreERT2/+; ApcMin/+小鼠的肠道肿瘤中，磷酸化Hck和磷酸化Lyn在Lgr5+细胞中表达。研究揭示了在Dclk1+肠道肿瘤细胞中高度表达的因子，这可能有助于开发针对癌症干细胞的靶向治疗[5]。

Dclk1的突变也与肿瘤发生有关。Dclk1是一种功能性丝氨酸/苏氨酸（S/T）激酶，是双皮质素家族蛋白质的成员，该家族蛋白质的特点是能够结合到微管（MTs）。Dclk1是一个提议的癌症驱动基因，其上调与多种实体癌类型的总体生存率较差相关。然而，Dclk1如何与MTs相关以及其激酶功能如何有助于促肿瘤过程尚不清楚。这项综述基于结构模型，不仅提出了特定结构域的具体功能，而且还试图预测单个体细胞错义突变对Dclk1功能的影响。Dclk1中体细胞错义突变最常位于N末端MT结合区域，可能影响Dclk1结合αβ-微管蛋白以及聚合和稳定MTs的能力。此外，Dclk1的MT结合亲和力受其自身磷酸化的负调节，因此，影响激酶活性的突变可能间接改变MT动力学。新兴的图像描绘了Dclk1作为一种MT相关蛋白，其与微管蛋白异源二聚体和MTs的相互作用是紧密控制的进程，当这些进程被破坏时，可能会赋予促肿瘤特性[6]。

总之，Dclk1是一种重要的微管相关蛋白激酶，在多种生物学过程中发挥作用，包括细胞分化、发育、代谢和疾病发生。Dclk1在多种肿瘤中表达上调，并在肿瘤的发生、发展和转移中起着重要作用。Dclk1的突变也与肿瘤发生有关。Dclk1的研究有助于深入理解其在肿瘤发生中的作用机制，为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。