Zeb2-flox 基因敲除小鼠

ZEB2（也称为锌指E框结合同源框2）是一种转录因子，它在细胞分化和发育中起着关键作用。ZEB2属于锌指E框结合同源框家族，这个家族的成员在调控基因表达和细胞命运决定中发挥着重要作用。ZEB2的表达在多种细胞类型中都有发现，包括上皮细胞、内皮细胞和巨噬细胞。它在多种生物学过程中发挥着重要作用，包括上皮间质转化、血管生成和免疫反应。

ZEB2在B细胞发育和自身免疫性疾病中起着重要作用。研究发现，ZEB2是年龄相关B细胞（ABCs）形成的关键驱动因素。ABCs在感染、衰老和自身免疫性疾病中积累，并与系统性红斑狼疮的发生发展有关。ZEB2通过与肌细胞增强因子2b（Mef2b）的增强子结合，抑制Mef2b介导的生发中心B细胞分化，并促进ABC的形成。此外，ZEB2还靶向ABC特化和功能相关的基因，如Itgax。ZEB2驱动的ABC分化需要JAK-STAT信号通路的参与，而JAK1/3抑制剂可以减少自身免疫小鼠和患者中ABC的积累。因此，ZEB2被认为是B细胞自身免疫性的驱动因素[1]。

ZEB2在肝脏血管结构和纤维化中起着保护作用。肝脏毛细血管由特殊的肝脏窦状内皮细胞（LSECs）组成，它们支持大分子通过到肝细胞，并通过保持肝脏星状细胞（HSCs）的静息状态来防止纤维化。ZEB2转录因子在LSECs中富集，并在维持肝脏结构和防止纤维化中发挥作用。研究发现，Zeb2敲除小鼠的肝脏内皮细胞中，与血管生成相关的基因表达发生显著变化。Zeb2缺乏导致血管面积扩大，血管内出现柱状结构，这可能是由于增加了内突血管生成。尽管Zeb2缺乏对LSEC标记的表达没有显著影响，并保持了窗孔结构，但连续内皮细胞标记的表达增加，表明Zeb2缺乏的LSECs更容易发生去分化，即所谓的“毛细血管化”。Zeb2缺乏导致内皮细胞中与HSC静息状态相关的配体表达发生变化，以及HSC表达谱的显著改变，表明Zeb2调节LSEC-HSC通讯和HSC激活。在暴露于肝毒素四氯化碳（CCl4）的情况下，与野生型小鼠相比，Zeb2敲除小鼠的肝脏表现出增加的毛细血管化、HSC激活和纤维化。通过内皮特异性过表达Zeb2的小鼠证实了内皮Zeb2在血管维持和抗纤维化中的作用，因为后者导致血管减少和CCl4诱导的肝脏纤维化减弱。因此，内皮Zeb2保护肝脏血管结构并防止肝脏纤维化，Zeb2及其在肝脏内皮细胞中依赖的基因可能被用于设计新的治疗策略，以减轻肝脏纤维化[2]。

ZEB2对于维持巨噬细胞的组织特异性身份至关重要。研究发现，Zeb2的表达是巨噬细胞的保守特征。使用Clec4f-cre、Itgax-cre和Fcgr1-cre小鼠靶向五种不同的巨噬细胞群体，发现ZEB2的缺失导致巨噬细胞从组织中消失，并由骨髓前体在开放位点上补充。机制上，ZEB2的功能是维持巨噬细胞的组织特异性身份。在库普弗细胞中，ZEB2通过调节转录因子LXRα的表达来实现这一点，去除LXRα会复制库普弗细胞身份的丧失和消失。因此，ZEB2的表达对于维持巨噬细胞的组织特异性身份至关重要[3]。

ZEB2基因的致病性变异与临床表型有关。Mowat-Wilson综合征（MWS）是一种罕见的常染色体显性遗传病，由ZEB2基因的变异引起。ZEB2基因编码六个功能域和七个非结构域区域。研究发现，ZEB2基因的致病性变异主要发生在第八外显子上，该外显子编码了ZEB2蛋白的四个结构域：CtBP结合域（CID）、同源结构域（HD）、SMAD结合域（SMD或SBD）和N端锌指簇的一部分（N-ZF）。这些变异导致MWS的多种临床特征，包括胃肠道异常、面部特征、大脑畸形、发育迟缓和智力障碍。此外，ZEB2基因的致病性变异还与前列腺癌和良性前列腺增生中的凋亡相关基因表达改变有关[4,5]。

ZEB2与乳腺癌转移相关。研究发现，ZEB2和长链酰辅酶A合成酶4（ACSL4）之间存在正反馈回路，调节脂质代谢以促进乳腺癌转移。ZEB2通过直接结合ACSL4启动子激活ACSL4的表达。ACSL4与ZEB2结合并稳定ZEB2，通过减少ZEB2泛素化。ACSL4不仅促进细胞内脂质合成和脂滴积累，还通过上调脂肪酸氧化（FAO）限速酶CPT1A（肉碱棕榈酰转移酶1亚型A）来增强FAO和ATP的产生。研究发现，ACSL4敲除显著减少了体内转移性肺结节数量。因此，ZEB2-ACSL4信号轴被认为是克服乳腺癌转移的潜在治疗靶点[6]。

ZEB2的基因编辑在肺癌细胞系中取得成功。研究发现，ZEB1和ZEB2基因在非小细胞肺癌细胞系（A549细胞）中敲除。通过PCR检测到ZEB1和ZEB2基因的突变和缺失。这表明CRISPR/Cas9系统在ZEB1和ZEB2基因编辑中具有巨大潜力[7]。

ZEB2基因网络与头颈鳞状细胞癌（HNSCC）的遗传改变相关。研究发现，ZEB2基因网络中的ARHGAP31基因在基因组和转录组水平上具有最高的变异频率。ARHGAP31基因的表达与HNSCC患者的生存率相关，女性患者中ARHGAP31表达较高且亚洲人群中ARHGAP31表达较低/中等者生存率较差。这表明ARHGAP31基因可能与头颈鳞状细胞癌的发生发展相关[8]。

综上所述，ZEB2在多种生物学过程中发挥着重要作用，包括B细胞发育、肝脏血管结构和纤维化、巨噬细胞身份维持、乳腺癌转移和头颈鳞状细胞癌。ZEB2的致病性变异与多种临床表型相关，包括Mowat-Wilson综合征和前列腺癌。ZEB2的基因编辑为研究其功能和开发治疗策略提供了新的工具。ZEB2基因网络的遗传改变与头颈鳞状细胞癌的发生发展相关。这些研究结果表明，ZEB2在多种疾病中发挥着重要作用，对其进一步研究有助于深入理解其生物学功能和疾病发生机制，为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。