Chtf18-flox 基因敲除小鼠

CHTF18，即染色体传递保真度因子18，是一种进化上保守的复制因子C（RFC）样复合物CTF18-RLC的亚基。在酵母中，CHTF18对于有丝分裂期间染色体从一个子细胞传递到下一个子细胞是必需的，在果蝇中对于生殖细胞发育也是至关重要的。在哺乳动物中，CHTF18的表达贯穿整个生殖细胞，提示其在哺乳动物配子发生中发挥作用。

研究显示，CHTF18在哺乳动物的精子发生和减数分裂中发挥重要作用。在缺失CHTF18基因的小鼠中，精子浓度显著下降，导致生育能力降低。这些小鼠的精子发生受损，精子细胞形态异常，且在细精管中的排列也受到干扰。减数分裂重组受损，同源染色体在减数分裂I期的早期分离。DNA双链断裂的修复延迟且不完整，RAD51和γH2AX在减数分裂I期持续存在。此外，MLH1焦点在粗线期减少。这些发现表明CHTF18在哺乳动物精子发生和减数分裂中发挥关键作用，并提示CHTF18可能在DNA双链断裂修复途径中发挥作用，促进交叉的形成[1]。

CHTF18不仅在精子发生和减数分裂中发挥作用，还与免疫缺陷相关。在一名患有T淋巴细胞减少症的患者中，发现了CHTF18基因的错义突变，这些突变以常染色体隐性方式遗传。CTF18，由CHTF18基因编码，是一种次级夹具加载器，主要被认为通过促进DNA复制来发挥作用。研究确定，患者CHTF18中的变异（CTF18 R751W和E851Q）对功能有害，严重削弱了CTF18支持造血和淋巴发生的能力，强烈表明它们是导致T淋巴细胞减少症的原因。然而，CTF18的功能似乎与其作为夹具加载器的角色无关。DNA损伤，在复制受损时预期会发生，在Chtf18突变造血干细胞和祖细胞（HSPC）的表达谱中并未显现，Ctf18缺陷祖细胞的发育也未因p53缺失而得到挽救。相反，我们观察到一种表达特征，表明HSPC的定位和迁移受到干扰。事实上，Ctf18形态发生障碍的小鼠胚胎中的HSPC定位被扰乱，表明HSPC功能因造血器官中细胞-细胞接触和迁移的干扰而受损。因此，我们提出，患者T淋巴细胞减少症是由于CHTF18的非典型功能导致的，CHTF18通过调节基因表达来调节HSPC的定位和迁移[4]。

CHTF18的表达还与多种疾病相关。例如，在前列腺癌患者中，CHTF18的表达与预后相关。研究确定了九个与生存相关的基因：CCNL2、CDCA5、KAT2A、CHTF18、SPC24、EME2、CDK5RAP3、CDC20和PTTG1。基于中位风险评分，患者被分为两组。随后，对这两组的特征进行了功能富集分析、突变谱、免疫成分、估计半数抑制浓度（IC50）和候选药物筛选。此外，在Oncomine、cBioPortal和人类蛋白质图谱（HPA）数据集中探索了九个中心CCRG的特征。最后，在RWPE-1和三个PRAD细胞系（PC-3、C4-2和DU-145）中验证了这些中心CCRG的表达谱。总之，这项研究系统地探索了CCRG在PRAD中的作用，并构建了一个可以预测临床预后和免疫治疗益处的风险模型[2]。

此外，CHTF18的表达与子宫内膜癌中的染色体不稳定性相关。研究发现，在24个原发、微卫星稳定的非子宫内膜样子宫内膜癌（NEECs）中，19个与姐妹染色单体凝聚相关的候选基因的编码外显子和剪接位点中存在核苷酸变异。体细胞突变通过测序匹配的正常DNA得到验证。随后，从41个额外的NEECs以及42个子宫内膜样ECs（EECs）中重新测序了突变的基因。研究发现，分别在3.7%（4/107）、1.9%（2/107）和1.9%（2/107）的子宫内膜肿瘤中发现了ESCO1、CHTF18和MRE11A的非同义体细胞突变。总体而言，7.7%（5/65）的NEECs和2.4%（1/42）的EECs中有一个或多个基因发生了体细胞突变。一些突变预测会影响蛋白质功能。ESCO1和CHTF18的体细胞突变共发生具有统计学意义（P = 0.0011，双尾Fisher精确检验）。这是首次报道ESCO1和CHTF18在子宫内膜肿瘤中的体细胞突变，以及MRE11A在微卫星稳定的子宫内膜肿瘤中的突变。我们的发现值得进行进一步研究，以确定这些突变是否是驱动事件，有助于子宫内膜癌的发生[3]。

CHTF18的表达还与多囊卵巢综合征（PCOS）相关。研究利用生物信息学分析来识别PCOS与子宫内膜癌（EC）和卵巢癌（OC）之间的共享基因特征，并阐明它们之间的生物学过程。生物信息学分析发现，PCOS和EC之间的关键枢纽基因包括RECQL4、RAD54L、ATR、CHTF18、WDHD1、CDT1、PLK1、PKMYT1、RAD18和RPL3；PCOS和OC之间的关键枢纽基因包括HMOX1、TXNRD1、NQO1、GCLC、GSTP1、PRDX1、SOD1、GPX3、BOP1和BYSL。基因本体分析显示，PCOS和EC中的DNA代谢过程，而在PCOS和OC中，它确定了去除超氧自由基。京都基因与基因组百科全书通路分析强调了PCOS和EC中的细胞周期，以及PCOS和OC中的肝细胞癌。PCOS和EC的潜在药物包括槲皮素、钙三醇和睾酮；PCOS和OC的潜在药物包括丁香酚和1-氯-2,4-二硝基苯。这些发现为了解PCOS与EC和OC之间的分子机制提供了见解[5]。

综上所述，CHTF18是一种进化上保守的基因，在哺乳动物的精子发生和减数分裂中发挥重要作用。CHTF18的突变可能导致精子发生受损和生育能力降低。此外，CHTF18还与免疫缺陷、前列腺癌、子宫内膜癌和多囊卵巢综合征等多种疾病相关。这些发现为CHTF18在生殖细胞发育和疾病发生中的作用提供了新的见解，并为相关疾病的治疗和预防提供了新的思路和策略。