Shisa7-flox 基因敲除小鼠

Shisa7，也称为CKAMP59，是一种重要的AMPA受体（AMPAR）辅助蛋白。AMPAR是谷氨酸能突触中负责快速突触传递和可塑性的受体，而辅助蛋白则调节受体的转运、移动性和生物物理特性。Shisa7被发现与AMPARs在人工表达系统中相互作用，并在小鼠海马体中与突触AMPARs物理相互作用。Shisa7基因的敲除导致CA1突触中的AMPAR电流更快，而不影响其突触表达。Shisa7敲除小鼠表现出谷氨酸能突触的长时程增强的起始和维持减少。与此一致的是，Shisa7敲除小鼠在条件化后的短期和长期背景下表现出特定的情境恐惧记忆缺陷，而听觉恐惧记忆和焦虑相关行为则正常。因此，Shisa7是一种真正的AMPAR调节蛋白，影响AMPARs的通道动力学，对突触海马可塑性和记忆回忆至关重要[1]。

α-氨基-3-羟基-5-甲基-4-异恶唑丙酸（AMPA）受体由四个核心亚基和几个额外的相互作用的蛋白组成。半胱氨酸结AMPA受体调节蛋白（CKAMPs）构成一个由四个蛋白组成的家族，它们影响AMPA受体的转运、亚细胞定位和功能。四个CKAMP家族成员CKAMP39/shisa8、CKAMP44/shisa9、CKAMP52/shisa6和CKAMP59/shisa7在其表达谱和它们对AMPAR功能的影响方面有所不同。最近的研究发现，CKAMP家族成员具有不同的作用，例如CKAMP59/shisa7在抑制突触海马可塑性和记忆回忆方面发挥重要作用[2]。

microRNAs（miRNAs）是非编码RNA分子，参与基因表达的调节。miRNAs通过结合到其目标基因的3'非翻译区（UTR）来抑制基因表达。miRNAs可以来自转座元件（TEs），这些元件约占真核生物基因组的50%，其中一种称为长末端重复序列（LTR）的TE，是逆转录转座子中的一类。在来自LTR的miRNAs中，hsa-miR-3681被选择并使用生物信息学工具和实验分析进行分析。研究表明，hsa-miR-3681-5p和其目标基因SHISA7的荧光素酶分析支持我们的假设，即miRNA结合位点的数量会影响目标基因的表达。特别是，可变数目串联重复（VNTR）和hsa-miR-3681-5p在SHISA7的3' UTR中共享结合位点，导致hsa-miR-3681-5p的增强功能抑制VNTR的活性。因此，hsa-miR-3681-5p作为超级增强剂，其增强功能作为SHISA7的3' UTR中VNTR活性的抑制因子[3]。

阿尔茨海默病（AD）是一种异质性的退行性脑部疾病，其患病率在全球范围内不断上升。SHISA7（CKAMP59）已成为SHISA家族中最引人注目的新成员之一，因为它与CKAMP的其他同源物不同，它在抑制性突触GABAAR调节中表现出直接功能。研究使用生物信息学和实验方法探索了BCAS4和SHISA7在tau发病机制中的ceRNA调节，以及它们作为与AD相关的神经炎症反应异常相关的周围生物标志物的能力。研究表明，BCAS4通过吸附hsa-miR-185-5p来控制AD相关神经原纤维病变的TC组织标本中的SHISA7表达。此外，在AD患者的PB标本中，SHISA7的表达水平降低，与TC组织中的情况一致。另一方面，与TC组织中的情况相反，发现AD患者PB样本中的hsa-miR-185-5p含量减少。BCAS4和SHISA7的表达水平显示出强烈的正相关，表明在PB标本中存在一个相互关联的网络，这很可能是由于ceRNA调节而导致的。这是首次有证据表明BCAS4/miR-185-5p/SHISA7 ceRNA轴在AD患者的脑部和PB中表达，并为AD发病机制下的分子过程提供了新的观点[4]。

尽管有强有力的证据表明正常晶状体发育需要由miRNAs调节，但特定miRNAs在哺乳动物晶状体发育中的功能作用在很大程度上仍未被探索。通过miRNA测序，对新生小鼠晶状体中的miRNA转录本进行了全面分析，研究了晶状体上皮细胞和晶状体纤维细胞之间的差异表达以及miRNA的整体丰度。研究了缺乏三种丰度表达的晶状体miRNAs（miR-184、miR-26和miR-1）的小鼠晶状体，以探索这些miRNAs在晶状体发育中的作用。缺乏所有三个miR-26副本的小鼠（miR-26TKO）在4-6周大时就开始出现出生后白内障。从miR-26TKO小鼠的新生晶状体中进行的RNA测序分析显示，与白内障相关的一组基因（例如Foxe3、Hsf4、Mip、Tdrd7和许多晶状体蛋白基因）的表达异常减少，而与神经发育（Lhx3、Neurod4、Shisa7、Elavl3）、炎症（Ccr1、Tnfrsf12a、Csf2ra）、补体途径和上皮-间充质转化（Tnfrsf1a、Ccl7、Stat3、Cntfr）相关的基因的表达异常升高。miR-1、miR-184和miR-26对正常的胚胎晶状体发育都是必不可少的。然而，miR-26的缺失会导致晶状体转录组改变并导致白内障形成[5]。

机器学习方法被用于评估人类尸检OFC RNA测序数据集，以识别与海洛因使用相关的预测性转录本。为了确定与OUD相关行为之间的因果联系，研究人员检查了在翻译大鼠模型中过度表达顶级目标基因的效果，并检查了过度表达对大鼠OFC转录组的影响，与人类海洛因使用者相比。此外，通过大鼠OFC的共免疫沉淀/质谱分析阐明了新目标的蛋白质复合物。机器学习方法确定了SHISA7与人类海洛因使用者相关。Shisa7是一种研究较少的辅助蛋白，似乎是GABAA或AMPAR的辅助蛋白。在大鼠中，Shisa7的表达与海洛因寻求行为呈正相关。在OFC中过度表达Shisa7增强了海洛因寻求行为并损害了基于蔗糖的操作条件行为更新。大鼠OFC的RNA测序揭示了由Shisa7过度表达调节的基因共表达网络，类似于人类海洛因使用者的基因共表达网络。最后，共免疫沉淀/质谱分析表明，海洛因影响Shisa7与谷氨酸能和GABA能受体亚基的结合。基因表达特征和Shisa7蛋白质复合物强调了神经退行性和神经免疫过程的紊乱。这些发现表明，OFC Shisa7是药物寻求行为和行为更新相关神经行为病理的关键驱动因素，是OUD的潜在治疗靶点[6]。

γ-氨基丁酸受体（GABARs）介导昆虫中枢神经系统中快速抑制性传导，是杀虫剂的重要靶点。辅助亚基Shisa7在哺乳动物中被鉴定为单次跨膜蛋白。然而，到目前为止，尚未报道Shisa在无脊椎动物中的同源基因。在目前的研究中，从二斑叶螨Tetranychus urticae Koch中鉴定出一个同源Shisa基因。其开放阅读框有927个碱基对，编码308个氨基酸残基，在第13-181个氨基酸残基处有一个典型的Shisa结构域。根据系统发育树，无脊椎动物Shisa被归类为与脊椎动物不同，并且TuShisa与绒螨Dinothrombium tinctorium（L。）的Shisa9最密切相关。在非洲爪蟾蜍Xenopus laevis（Daudin）卵母细胞中进行的电生理学测试表明，GABA激活的TuRDL通道功能性地形成（EC50=53.34 μM）。在TuShisa表达的卵母细胞中，观察不到GABA激活的电流，而TuShisa可以降低TuRDL/TuShisa（质量比为1:4）通道对GABA的敏感性。通过SWISS-MODEL服务器构建了TuRDL和TuShisa的同源结构模型，使用Z-DOCK预测了它们的相互作用，并通过PyMOL分析了三个预测的氢键和界面残基。同时，通过Discovery Studio 2019计算了TuShisa的关键界面残基对复合物稳定性的影响。总的来说，TuShisa作为第一个报道的无脊椎动物Shisa，被探索并作为GABARs辅助亚基进行功能性检验。这些发现为无脊椎动物Shisa的研究提供了基础[7]。

为了进行对现有房水（AH）基因表达数据集的整合生物信息学分析，以识别控制原发性开角型青光眼（POAG）进展的关键基因和调控机制。从基因表达综合数据库下载了两个数据集（GSE101727和GSE105269），并分析了对照和POAG患者之间的信使RNA（mRNAs）、microRNAs（miRNAs）和长非编码RNA（lncRNAs）。然后，将差异表达（DE）mRNAs和DElncRNAs进行通路富集分析，之后生成了一个蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络。然后，将这个网络扩展为建立lncRNA-miRNA-mRNA和miRNA-转录因子（TF）-mRNA网络。在GSE101727数据集中确定了2746个DElncRNAs和2208个DEmRNAs，在GSE105269数据集中确定了45个DEmiRNAs。最终，构建了一个包含47个lncRNAs、6个miRNAs和17个mRNAs的竞争性内源RNA（ceRNA）网络。发现这些17个枢纽mRNA编码的蛋白质与可能与其相关的POAG发病机制有关。此外，还生成了一个包含两个miRNAs（miR-135a-5p和miR-139-5p）、五个TFs（TGIF2、TCF3、FOS等）和五个mRNAs（SHISA7、ST6GAL2、TXNIP等）的miRNA-TF-mRNA调控网络。SHISA7、ST6GAL2、TXNIP、FOS和DCBLD2基因可能是预防或治疗POAG的可行治疗靶点，并由TFs（TGIF2、HNF1A、TCF3和FOS）调节[8]。

乙型肝炎病毒相关肝细胞癌（HCC）的一个重要的模型已在东南亚地区描述，包括从慢性乙型肝炎（CHB）到肝硬变（LC）的过渡，最终发展到HCC。血浆细胞游离DNA（cfDNA）的全基因组甲基化分析尚未用于评估HCC的发展。使用MethylCap-seq，研究人员通过分别合并健康对照（HC）、CHB、LC和HCC样本，并独立验证组织DNA和cfDNA的库数据，来分析cfDNA的全基因组甲基化谱。cfDNA甲基化的动态特征与HCC发展的自然过程相一致。数据挖掘揭示了240、272和286个与HCC进展的早期、中期和晚期阶段相对应的差异甲基化基因（DMGs）。在独立组织中验证DNA和cfDNA的结果确定了三个DMGs，包括ZNF300、SLC22A20和SHISA7，它们可以区分CHB和LC以及LC和HCC。曲线下面积（AUC）范围从0.65到0.80，优势比（OR）值范围从5.18到14.2。这些数据揭示了HBV相关HCC发展中的高度动态cfDNA甲基化谱。已经确定了预测HCC发展的早期、中期和晚期阶段的DMGs面板，这些可能是HCC早期检测和高危人群筛查的潜在标志物[9]。

综上所述，Shisa7是一种重要的AMPAR辅助蛋白，在突触海马可塑性、记忆、晶状体发育、神经行为病理和疾病发病机制中发挥着重要作用。Shisa7的表达和功能受到多种因素的调控，包括miRNAs、ceRNA和转录因子。Shisa7的研究有助于深入理解AMPAR的调节机制和其在神经科学、眼科和肿瘤学等领域的应用。