Rln1-flox 基因敲除小鼠

Rln1，也称为Relaxin-1，是Relaxin/Insulin-like (RLN/INSL)基因家族的一员，编码一种肽激素，参与多种生理功能，特别是在生殖方面。研究表明，Relaxin在分娩时拓宽骨盆和生殖细胞成熟中起着关键作用[1]。由于这些功能，研究Rln1基因的进化对于家畜物种具有重要意义，这些物种大多属于Laurasiatheria，包括牛、猪、马、山羊和绵羊，以及其他物种如蝙蝠、鲸类和食肉动物。

研究显示，牛不合成Relaxin，但对其有反应，而绵羊则似乎具有截短的Rln1基因。通过对Laurasiatherian哺乳动物基因组序列数据的分析，发现所有研究的反刍动物（牛、长颈鹿、山羊、绵羊和藏羚羊）都缺乏功能性Rln1基因，并记录了导致牛的Rln1基因逐步丧失的进化过程。研究发现，所有反刍动物都失去了所有上游的第一个外显子的关键调控元件，长颈鹿、山羊、绵羊和藏羚羊在Rln1假基因中有多个失活突变，而牛的基因组已经失去了Rln1的所有痕迹。5'调控序列在激活表达中起着关键作用，其丢失会损害mRNA的合成。这些结果表明，调控序列的改变先于编码序列中的突变，并突出了这些区域在维持适当基因功能中的重要性。此外，研究发现所有检查的牛科动物都拥有Relaxin受体的副本，这解释了为什么它们能够对Relaxin产生反应，尽管它们无法产生它[1]。

Relaxin/Insulin-like基因家族在灵长类动物的进化中也经历了显著的变化。RLN1和RLN2基因在猿类中发现为副本，而在新世界猴类中只有一个RLN基因。研究表明，猿类中RLN1和RLN2的副本具有比它们的系统发育分布更复杂的历史。这些研究还揭示了复制事件的时间，以及基因的获得和丧失在生物体树上的历史。通过基于编码和非编码序列的灵长类动物系统发育分析，发现产生RLN1和RLN2的复制事件发生在猫猴的最后一个共同祖先中，大约在4420万到2960万年前，而不是在猿类或灵长类的最后一个共同祖先中，如先前所建议的那样[2]。

此外，在前列腺癌中，RLN1和RLN2基因的同时表达导致它们的准确界定变得困难。研究发现了一种新的融合转录物，由RLN1和RLN2基因组成，并在正常和前列腺癌组织中发现了其表达证据。RLN1-RLN2融合可能编码一种缺失分泌信号肽的RLN2异构体。这种融合转录物的发现为确定独特的RLN1-RLN2融合和RLN1区域提供了信息。RLN1-RLN2融合在LNCaP细胞中与RLN1共表达，但两种基因产物受雄激素的调节方式相反。研究还发现，与正常组织和前列腺癌组织相比，RLN1在常见前列腺癌细胞系中的表达不足。这项研究为Relaxin领域带来了重要的更新，并将鼓励进一步研究RLN1和RLN2在前列腺癌和其他方面的作用[3]。

Relaxin/Insulin-like基因家族在灵长类动物中经历了动态的进化历史，包括基因复制和丧失。例如，猫猴的INSL4基因的起源可以追溯到大约9700万年前，而不是猫猴特有的进化创新。在猿类中，RLN1和RLN2基因的复制可以追溯到灵长类动物的最后一个共同祖先。这些基因组的改变可能与灵长类动物中发现的许多生理和解剖学变化有关[4]。

在老鼠中，研究Rln1和Insl3信号传导的配体-受体相互作用。Rln1缺乏的老鼠表现出异常的乳头发育、分娩延迟、与年龄相关的肺纤维化以及睾丸和前列腺的异常。突变Lgr7或其配体Insl3会导致隐睾症。缺乏Lgr7受体的突变雌性老鼠乳头发育不良，无法喂养后代。这些雌性老鼠的分娩延迟，导致死产的数量显著增加。Lgr7突变肺组织组织学分析显示胶原蛋白积累增加和静脉周围平滑肌肥大。然而，缺乏Lgr7的雄性老鼠没有表现出与Rln1敲除老鼠相同的雄性生殖器官异常。缺乏Lgr7和Lgr8的双突变雄性老鼠有正常的前列腺，这表明Lgr8不负责Rln1-/-和Lgr7-/-表型之间的差异。研究还发现，在转基因雌性老鼠中过度表达Rln1会导致乳头肥大，而在缺乏Lgr7的转基因雌性老鼠中乳头发育不良，表明Lgr7是唯一介导这种效果的Relaxin受体。Rln1的转基因过度表达不会影响雌性老鼠的性腺下降，Insl3的转基因过度表达也不会挽救Lgr7缺乏老鼠的突变表型，这表明两个信号通路的非重叠功能。因此，数据表明Insl3/Lgr8和Rln1/Lgr7通路在体内是不同且分离的。因此，建议将Lgr8重命名为Insl3r（Insl3受体），将Lgr7重命名为Rlnr（Relaxin受体）[5]。

综上所述，Rln1是一种编码Relaxin-1的基因，在生殖过程中发挥重要作用。研究显示，Rln1基因在家畜物种和灵长类动物中经历了显著的进化变化，包括基因复制和丧失。此外，Rln1在前列腺癌和多种疾病中发挥重要作用，并且与Relaxin受体Lgr7和Lgr8的相互作用对于其功能至关重要。这些研究结果有助于深入理解Rln1基因的生物学功能和在生殖和疾病中的作用机制，为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。