Zfp36-flox 基因敲除小鼠

Zfp36，也称为ZFP36 ring finger protein或tristetraprolin (TTP)，是一种RNA结合蛋白，在调节细胞内RNA代谢途径中发挥着关键作用。Zfp36包含两个串联重复的CCCH型锌指结构域，能够与mRNA 3'-非翻译区（3' UTR）中的腺苷尿苷富集元素（AREs）结合，从而促进目标mRNA的降解。尽管Zfp36家族成员在结构上相似，但它们在细胞类型特异性表达模式、功能和调节的mRNA靶标上存在差异。

Zfp36在多种生物学过程中发挥着重要作用。例如，Zfp36在调节铁死亡中起着关键作用。铁死亡是一种新发现的程序性细胞死亡形式，其调节机制尚不清楚。研究发现，Zfp36通过调节自噬信号通路在肝星状细胞（HSCs）中发挥抗铁死亡的作用。当暴露于铁死亡诱导化合物时，泛素连接酶FBXW7/CDC4通过识别SFSGLPS基序，降低了Zfp36的蛋白表达。FBXW7质粒促进了经典的铁死亡事件，而Zfp36质粒则抑制了FBXW7质粒诱导的HSC铁死亡。此外，Zfp36质粒通过不稳定ATG16L1（自噬相关16样1）mRNA抑制了巨自噬/自噬的激活。ATG16L1质粒消除了Zfp36质粒对铁死亡的抑制作用，而FBXW7质粒增强了ATG16L1质粒对自噬的作用。值得注意的是，Zfp36质粒通过结合到3'-非翻译区内的AREs来促进ATG16L1 mRNA的降解。ARE区域的内部突变消除了Zfp36介导的ATG16L1 mRNA不稳定性，并防止了Zfp36质粒介导的铁死亡抵抗。在动物模型中，用erastin和sorafenib处理可以缓解小鼠肝纤维化，通过诱导HSC铁死亡。HSC特异性过表达Zfp36损害了erastin或sorafenib诱导的HSC铁死亡。值得注意的是，我们还分析了sorafenib对接受sorafenib单疗法的肝细胞癌相关纤维化患者HSC铁死亡的影响。有趣的是，sorafenib单疗法导致了人类HSCs中ZFP36的下调，铁蛋白吞噬的激活和铁死亡的诱导。总的来说，这些结果揭示了铁死亡的新的分子机制和信号通路，并将ZFP36-自噬依赖性铁死亡确定为治疗肝纤维化的潜在靶点[1]。

Zfp36家族基因（Zfp36、Zfp36l1和Zfp36l2）编码的RNA结合蛋白在调节T细胞静息状态方面发挥着冗余和关键的作用。T细胞特异性敲除小鼠中所有三个Zfp36家族成员会导致早期死亡、免疫细胞激活和多器官病理，其特征是眼睛、中枢神经系统、肾脏和肝脏的炎症。T细胞特异性敲除任何两个Zfp36基因的小鼠都能免受这种自发性综合征的影响。三重缺陷的T细胞过度产生促炎细胞因子，包括IFN-γ、TNF和GM-CSF，这是由于这些转录本的mRNA稳定性增加所致。意外的是，特异性敲除Zfp36l1和Zfp36l2的T细胞对实验性自身免疫性脑脊髓炎具有抵抗力，这是由于抗原特异性CD4+ T细胞的启动失败所致。ZFP36L1和ZFP36L2双重缺陷的CD4+ T细胞在体外T辅助细胞极化期间增殖不良。因此，ZFP36家族在稳态下冗余地调节T细胞静息状态，但ZFP36L1和ZFP36L2对特异性抗原T细胞克隆扩增是必需的[2]。

Zfp36家族蛋白在后转录水平上参与免疫反应和炎症性疾病的调节。Zfp36家族蛋白包含两个串联重复的CCCH型锌指结构域，能够与mRNA 3'-非翻译区（3' UTR）中的AREs结合，从而促进目标mRNA的降解。尽管Zfp36家族成员在结构上相似，但它们在细胞类型特异性表达模式、功能和调节的mRNA靶标上存在差异。例如，Zfp36在调节全身炎症性疾病小鼠模型中的炎症反应中发挥着抗炎调节剂的作用，通过下调多种促炎细胞因子的产生，包括TNF-α。同时，Zfp36L1对于维持边缘区B细胞隔室是必需的。最近发现，Zfp36L2通过减少Ikzf2（编码HELIOS）的表达来抑制调节性T细胞的功能[3]。

Zfp36在人类前列腺癌（PCa）组织中表达下调，提示Zfp36可能是PCa的辅助标记物。进一步的研究表明，Zfp36在PCa组织和PCa细胞中的表达下调与高Gleason评分、晚期病理分期和生化复发呈正相关。Zfp36被确定为PCa患者无BCR生存的独立预后因素。功能获得和丧失实验表明，Zfp36抑制了DU145和22RV1细胞以及小鼠模型中的肿瘤生长。此外，高通量测序筛选出CDK6作为ZFP36的下游靶基因。Western blot和Q-PCR实验表明，ZFP36的过表达可以降低CDK6在细胞和动物水平的表达，双荧光素酶实验和RIP实验证实了CDK6是ZFP36的下游靶标，表明CDK6是ZFP36的下游靶标，通过在G1期阻断细胞周期来介导肿瘤细胞生长。此外，ZFP36抑制了PCa细胞中的氧化应激。在PCa中，ZFP36可能是一种肿瘤抑制因子，调节PCa细胞的生长、侵袭和迁移。新发现的ZFP36-CDK6轴在一定程度上揭示了PCa进展的分子机制，可能成为PCa治疗的新潜在治疗靶点[4]。

Zfp36通过抑制NOX4-DRP1通路保护大脑免受氧葡萄糖剥夺/再灌注（OGD/R）诱导的线粒体片段化和神经元凋亡。研究发现，OGD/R处理后，永生化海马HT22神经元细胞中ZFP36的转录和翻译水平升高。ZFP36基因沉默加剧了OGD/R诱导的dynamin相关蛋白1（DRP1）活性、线粒体片段化、氧化应激和神经元凋亡，而ZFP36过表达则表现出相反的效果。此外，研究发现，NADPH氧化酶4（NOX4）在OGD/R后被上调，NOX4抑制显著减轻了OGD/R引起的DRP1活性、线粒体片段化和神经元凋亡。进一步研究表明，ZFP36直接通过结合到NOX4 3'-非翻译区（3'-UTR）中的AREs来靶向NOX4 mRNA并抑制NOX4表达。总的来说，这些数据表明，ZFP36通过抑制NOX4介导的DRP1激活和过度的线粒体分裂来保护大脑免受OGD/R诱导的神经元损伤。针对ZFP36的药理学靶向以抑制过度的线粒体分裂可能为治疗脑I/R损伤提供新的治疗策略[5]。

Zfp36基因多态性与阻塞性睡眠呼吸暂停（OSA）之间存在一定的关联。研究发现，ZFP36基因多态性在OSA患者中的分布与正常对照组存在显著差异。此外，TNF-α水平在ZFP36基因不同基因型之间存在显著差异。然而，ZFP36基因变异不是OSA的独立危险因素。ZFP36可能参与TNF-α的调节，但ZFP36基因变异不是OSA的独立危险因素[6]。

Zfp36是一种有前途的候选基因，与肥胖相关的代谢并发症有关。研究发现，ZFP36基因在肥胖伴代谢综合征（MS）患者中表达上调，而ZFP36基因多态性与女性体重和男性血糖水平降低相关。此外，ZFP36基因多态性还与血浆LDL胆固醇水平和体重相关。这些结果表明，ZFP36是一个有希望的候选基因，与肥胖相关的代谢并发症有关[7]。

Zfp36在铁死亡和免疫相关通路中发挥重要作用，并可能与糖尿病肾病（DKD）的发病机制相关。研究发现，ZFP36是DKD中重要的铁死亡相关基因之一，其表达与免疫细胞浸润程度和炎症反应相关。此外，ZFP36还可能参与自噬和过氧化物酶体通路的调节。这些结果表明，ZFP36可能在DKD的发病机制中发挥重要作用，并可能成为DKD诊断和治疗的新靶点[8]。

Zfp36在慢性肾脏疾病（CKD）伴非酒精性脂肪肝病（NAFLD）的诊断中具有潜在的生物标志物作用。研究发现，ZFP36是CKD伴NAFLD患者中的关键基因之一，其表达与免疫细胞浸润程度和炎症反应相关。此外，ZFP36还可能参与自噬和过氧化物酶体通路的调节。这些结果表明，ZFP36可能在CKD伴NAFLD的诊断中发挥重要作用，并可能成为CKD伴NAFLD治疗的新靶点[9]。

综上所述，Zfp36是一种重要的RNA结合蛋白，在调节细胞内RNA代谢途径中发挥着关键作用。Zfp36在多种生物学过程中发挥着重要作用，包括铁死亡、T细胞静息状态、炎症反应、肿瘤进展、大脑损伤和肥胖相关代谢并发症。此外，ZFP36还可能在DKD和CKD伴NAFLD的诊断和治疗中发挥重要作用。对ZFP36的深入研究有助于我们更好地理解其生物学功能和疾病发生机制，并为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。