Fmo6-flox 基因敲除小鼠

FMO6，即人类染色体1q23-25上FMO基因簇的一部分，属于含黄素的单加氧酶（FMO）家族。FMOs是一组重要的细胞色素P450超家族相关酶，负责代谢多种外源性有毒物质、天然产物和药物。FMO6基因序列分析显示，虽然它具有编码功能性FMO蛋白的潜力，但通过逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）扩增发现，其转录本通常比预期短，这表明存在选择性剪接事件。选择性剪接导致外显子4、外显子3和4以及内含子3、4、6和8中的选择性剪接供体或受体位点的使用，从而产生九种独特的转录本。这些转录本中没有一个能编码功能性的FMO酶，因为它们没有开放阅读框（ORF）来编码完整的蛋白质[1]。

在非洲裔美国人中，FMO基因家族的序列多态性已被广泛用于解释对不同外源物质的敏感性差异。FMO2和FMO6的主要等位基因分别由于无义突变和剪接位点异常而不编码功能性蛋白。通过对50个非洲裔美国人的FMO1-6基因进行扫描，发现了49个序列变异，其中29个影响蛋白结构或表达。这些变异中的一些可能影响蛋白活性，包括FMO1中的无义突变（R502X）、FMO1（I303T）、FMO4（E339Q）和FMO5（P457L）中的错义突变，这些突变发生在高度保守的氨基酸中。此外，FMO2（del337G）和FMO6（Q105X）中的其他有害替换也被识别。这些发现表明，FMO基因家族中的多态性可能是未来关联研究中评估对环境有毒物质和常见疾病敏感性的有用标记[2]。

在食蟹猴中，FMO1-5和FMO6的cDNA已被分离和表征。与人类FMO1-5相比，食蟹猴FMO1-5的氨基酸序列具有高序列同源性（94-98%），并且在系统发育树上紧密聚集。食蟹猴FMO6有八种不同的转录本，由于选择性剪接而产生，与人类FMO6P高度同源（约96%）。在分析的10种组织类型中，食蟹猴FMO1、FMO2、FMO4和FMO6在肾脏中表达最丰富，而FMO3和FMO5在肝脏中表达最丰富。食蟹猴FMO1、FMO2、FMO3和FMO5均能代谢苯扎胺，而FMO1/FMO3和FMO3还能分别代谢甲巯咪唑和三甲胺。食蟹猴FMO6仅略微代谢苯扎胺，但所有组织中FMO6的表达量都很低，这表明FMO6在药物代谢中的作用不如FMO1、FMO2、FMO3和FMO5重要。食蟹猴FMO1和FMO3在肾脏和肝脏中的丰富表达表明它们在药物代谢中的重要性，这与人类相似[3]。

在猪、狗和猫中，FMO1-5和FMO6P的cDNA已被分离，并通过对序列和系统发育分析、组织表达和催化功能进行评估。猪、狗和猫FMO1-5的氨基酸序列与人类FMO1-5具有高序列同源性（83-89%），并且在系统发育树上紧密聚集。猪和狗FMO6P分别含有1个和83个碱基的插入，可能类似于人类FMO6P，是假基因。在分析的组织类型中，猪FMO1 mRNA在肝脏、肾脏和肺中丰富；狗FMO3、FMO2和FMO5 mRNA分别在肝脏、肺和肾脏中丰富；猫FMO1和FMO3 mRNA分别在肾脏和肝脏中丰富。重组的猪和狗FMO1-5和猫FMO1-6都能介导苯扎胺和三甲胺的N-氧化以及甲基对甲苯亚砜的S-氧化。猪FMO1、狗FMO3和猫FMO3主要代谢选择性人类FMO3底物三甲胺。这些结果表明，猪、狗和猫的FMO3在药物代谢能力方面与人类FMO3存在一些相似之处，狗和猫的FMO3在分子和功能特征上通常与人类FMO3相似，后者是人类肝脏中的主要FMO[4]。

在早产中，FMO3和FMO6基因的单核苷酸多态性（SNP）对舒林达硫化物的药代动力学特性有影响。本研究旨在探讨FMO3和FMO6基因多态性对舒林达硫化物（舒林达的活性代谢物）药代动力学特性的影响。在药物给药后0、1.5、4和10小时测量了血浆舒林达硫化物浓度。舒林达硫化物的曲线下面积（AUC）显著高于FMO3（rs909530）变异型纯合子患者，而FMO3（rs2266780）与FMO6（rs7885012）完全连锁不平衡，并且在基因型之间存在边缘显著性（P=0.049）。从多元线性回归模型中可以看出，FMO3（rs909530）对舒林达硫化物AUC的变异有显著影响，即使在调整了孕龄、体重和所有研究的SNP后也是如此。rs909530对舒林达硫化物AUC的预测贡献为27.0%。因此，本研究的结果可能有助于临床医生预测舒林达在早产患者个体化治疗中的疗效和副作用[5]。

在树鼩中，FMO1-6 cDNA已被分离并表征。与人类FMOs相比，树鼩FMOs的cDNA和氨基酸序列同源性分别为85-90%和81-89%。系统发育分析显示，每个树鼩和人类FMO都紧密聚集。在分析的五种组织类型中（肺、心脏、肾脏、小肠和肝脏），FMO3和FMO1 mRNA分别在肝脏和肾脏中表达最丰富。重组的树鼩FMO1-6蛋白在细菌膜上表达，都能介导苯扎胺和三甲胺的N-氧化以及甲基对甲苯亚砜的S-氧化。树鼩FMO3主要代谢选择性人类FMO3底物三甲胺。与人类FMO6P假基因产物缺乏活性相反，树鼩FMO6对三甲胺也表现出活性。树鼩FMO1-6是与人FMOs（FMO1-5和FMO6P）同源的，树鼩FMO3在功能和分子特征上通常与人类FMO3相似，后者是肝脏中的主要FMO[6]。

通过生物信息学方法，首次在人类和鼠类基因组中鉴定出新的FMO基因和假基因簇。在人类中，除了已知的位于染色体1上的FMO1、2、3、4和6基因外，还发现了一个新的FMO基因簇，位于原簇端粒4 Mb处。该新簇包含五个基因，均表现出假基因的特征。在鼠类中，还发现了一个新的FMO基因簇，位于染色体1上原基因簇3.5 Mb远端。该新簇包含三个基因，均含有完整的开放阅读框，且没有明显的假基因特征。这些发现表明，哺乳动物FMO基因家族比之前认为的更为复杂[7]。

犬类中髌骨脱位是一种遗传性疾病，其分子遗传学在荷兰平毛寻回犬种群中进行了研究。全基因组关联分析显示，髌骨脱位与CFA07染色体上的一个区域显著相关，可能与CFA03、CFA31和CFA36上的区域相关。这些区域的基因外显子进一步分析，发现了7257个变异。随后，在95只平毛寻回犬中进行了144个SNP的基因分型。在CFA07和CFA31上的八个基因中，有九个SNP与髌骨脱位相关。在多种犬种中进行的基因分型显示，FMO6假基因中一个同义SNP的疾病相关等位基因是平毛寻回犬特有的。全基因组关联分析随后通过靶向DNA测序确定了犬类染色体7和31上与髌骨脱位相关的位点[8]。

综上所述，FMO6虽然在人类和其他物种中被发现，但由于选择性剪接导致其无法编码功能性蛋白。FMO6的变异和假基因状态在各种物种中都存在，并且可能与某些疾病的遗传易感性有关。此外，FMO6的假基因状态可能是由于缺乏与富含丝氨酸-精氨酸的剪接因子蛋白家族结合的位点，导致选择性剪接事件的发生。尽管FMO6本身可能不是功能性的，但其相关基因簇中的其他FMO基因（如FMO1-5）在药物代谢中发挥着重要作用。未来的研究需要进一步探索FMO6假基因的生物学功能以及其在疾病发生和发展中的作用。