Parp12-flox 基因敲除小鼠

PARP12，也称为Poly(ADP-ribose) polymerase 12，是ADP-ribosyl transferase家族的一个成员，参与多种生物学过程，包括DNA修复、基因表达、RNA加工、核糖体生物发生和蛋白质翻译。PARP12是一种干扰素诱导基因（ISG），在细胞对病毒感染和氧化应激的反应中发挥重要作用。研究发现，PARP12在细胞中至少有两种不同的亚细胞定位和相关的功能。在异位表达或暴露于氧化应激时，PARP12被募集到应激颗粒（SGs），这是mRNA翻译停止的已知位点。相应地，PARP12被发现可以阻止mRNA翻译，可能是在与翻译机制相关联的情况下。N端结构域（包含一个由五个CCCH型Zn指构成的RNA结合域）和催化结构域的完整性对于这种抑制功能是必需的。相反，用LPS刺激会导致PARP12定位于含有p62/SQSTM1（一种参与先天信号传导和自噬的适配蛋白）的结构中，这与SGs无关。删除N端结构域促进了蛋白质与p62/SQSTM1的结合，表明RNA结合域负责PARP12的亚细胞定位。与p62/SQSTM1的结合被发现与NF-κB信号传导的增加相关，这表明PARP12在炎症中发挥作用。这些观察结果共同表明，PARP12可以在两个不同的亚细胞隔室之间切换，与两个不同的细胞功能相关联。因此，PARP12是一种ISG，可能在细胞防御病毒感染方面发挥作用[1]。

此外，PARP12在卵母细胞减数成熟过程中发挥重要作用。PARP12在卵母细胞成熟的所有阶段都高度表达。在生发泡（GV）阶段，PARP12主要分布在细胞质中。有趣的是，在第一次中期（MI）和第二次中期（MII）期间，PARP12在纺锤体极附近形成颗粒状聚集。PARP12的缺失导致小鼠卵母细胞中纺锤体组织异常和染色体错排。PARP12敲低卵母细胞的染色体非整倍体频率显著增加。重要的是，PARP12敲低触发了纺锤体组装检查点的激活，如PARP12-KD MI卵母细胞中活性BUBR1所示。此外，F肌动蛋白在PARP12-KD MI卵母细胞中显著减弱，这可能影响不对称分裂过程。转录组分析表明，PARP12缺失破坏了转录组稳态。因此，PARP12对于小鼠卵母细胞减数成熟是必需的[2]。

PARP12还与年龄相关性黄斑变性（AMD）相关。全基因组关联研究（GWAS）已确定了34个位点与AMD相关。通过分析453个AMD患者和对照组的死后视网膜转录组，发现PARP12与AMD相关。这表明PARP12可能在AMD的发病机制中发挥作用[3]。

PARP12在抑制冠状病毒复制方面也发挥着重要作用。研究发现，PARP12可以抑制MHV Mac1突变病毒的复制。在缺乏PARP12的情况下，Mac1突变病毒在骨髓来源的巨噬细胞（BMDMs）和小鼠中的复制增加。然而，PARP12敲除并未将Mac1突变病毒复制恢复到野生型病毒水平，这表明还有其他PARPs或先天免疫因素参与了冠状病毒感染的抑制。因此，PARP12是抗病毒反应的关键介质，可以抑制冠状病毒复制[4]。

PARP12还可以抑制寨卡病毒（ZIKV）的感染。研究发现，PARP12通过PARP依赖性降解ZIKV的非结构蛋白NS1和NS3来抑制ZIKV的复制。PARP12介导了NS1和NS3的ADP-核糖基化，这导致了它们的蛋白酶体介导的降解。这些数据增加了对PARP12抗病毒活性的理解，并提出了潜在的抗ZIKV治疗的基础[5]。

PARP12在调节BRCA突变癌细胞对PARP抑制剂（PARPi）的敏感性方面也发挥着重要作用。研究发现，ALC1的耗竭可以克服PARPi的耐药性和相关细胞毒性。ALC1耗竭导致PARPi超敏感性，这是因为它在促进染色质埋藏的abasic位点的修复中发挥作用。ALC1增强了无嘌呤/无嘧啶内切酶1（APE1）切割核小体阻塞的abasic位点的能力。然而，在ALC1缺乏的细胞中，未修复的abasic位点可以轻松被APE1在核小体自由的复制叉上切割。APE1的切割导致复制叉断裂和PARP1/2在PARPi治疗下的捕获，导致超敏感性。因此，PARP12在调节BRCA突变癌细胞对PARP抑制剂的敏感性方面发挥着重要作用[6]。

综上所述，PARP12是一种重要的ADP-ribosyl transferase，参与多种生物学过程，包括DNA修复、基因表达、RNA加工、核糖体生物发生和蛋白质翻译。PARP12在细胞防御病毒感染、卵母细胞减数成熟、AMD发病机制和调节BRCA突变癌细胞对PARP抑制剂的敏感性方面发挥着重要作用。PARP12的研究有助于深入理解其生物学功能和在疾病发生中的作用，为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。