Klhl31-flox 基因敲除小鼠

Klhl31，也称为Kelch样家族成员31，是一种在脊椎动物中发现的蛋白质，属于Kelch样家族。该家族成员的特征在于具有一个氨基末端的广泛复合物/轨道/布里克-布拉克/锌指（BTB/POZ）结构域、羧基末端的Kelch重复序列和一个中央连接区域（Back结构域）。Klhl31在发育中的体节中高度表达，尤其是在肌节下游的肌原性调节因子（MRF）之后，并且在分化的骨骼肌中持续表达。在鸡胚胎中的体内获得和丧失功能的研究表明，Klhl31在骨骼肌发生中发挥作用。靶向表达Klhl31导致真皮肌节和肌节的大小减小，如检测相关肌原性标记Pax3、Myf5、myogenin和肌球蛋白重链（MF20）所示。在发育中的体节中敲低Klhl31，使用反义吗啡啉（MO），导致Pax3、Myf5、MyoD和myogenin表达区域扩大，真皮肌节和肌节中的有丝分裂细胞数量增加。使用互补方法研究了这种表型的机制，这些方法表明Klhl31干扰β-catenin依赖的Wnt信号传导。Klhl31降低了培养细胞中Wnt介导的萤火虫报告基因的激活。此外，Klhl31减弱了Xenopus胚胎对Wnt1或β-catenin的响应而形成的二级轴。在发育中的神经管中表达Klhl31影响了其背腹模式，并导致真皮肌节和肌节的大小减小。在体节或神经管中与Wnt3a表达载体共转化Klhl31挽救了表型，并恢复了真皮肌节和肌节的大小。因此，Klhl31是经典的Wnt信号传导的新型调节因子，对脊椎动物肌发生至关重要。我们提出Klhl31在肌节中起作用，以支持细胞周期退出和分化[1]。

Klhl31是果蝇Kelch的正交同源物，属于脊椎动物中的Kelch样蛋白家族。该家族成员包含多个蛋白质结构域，包括氨基末端的广泛复合物/轨道/布里克-布拉克（BTB）或痘病毒和锌指（POZ）结构域、羧基末端的Kelch重复序列和一个中央连接区域。研究表明，Klhl31在发育中的心脏、体节肌节以及后来在分化的骨骼肌和心肌中高度表达。在发育中的体节中，Klhl31的表达在骨骼肌特异性bHLH转录因子MyoD首次表达后不久在肌节的背轴域中开始。Klhl31在整个胚胎和胎儿发育过程中在骨骼肌中持续表达。调节肌发生的组织切除和挽救实验也控制着体节中Klhl31的表达。特别是，轴向组织、神经管、底板和中脊，以及表面外胚层，为肌发生和Klhl31的适当表达提供组合信号。研究表明，肌原性信号Shh和Wnt-1或Wnt-6的组合足以在背体节中表达Klhl31。此外，Myf-5的异位表达导致在发育中的神经管中表达Klhl31，表明Klhl31是脊椎动物肌发生中的新颖且不可或缺的一部分[2]。

一个新的人类BTB-Kelch蛋白KLHL31，在肌肉和心脏中强烈表达，抑制了TRE和SRE的转录活性。Bric-a-brac、轨道、广泛复合物（BTB）结构域是一个蛋白质-蛋白质相互作用结构域，在许多锌指转录因子中发现。BTB蛋白在多种细胞功能中发挥重要作用，包括转录调节、细胞骨架调节、蛋白质泛素化和细胞凋亡。这里报告了从人类胚胎心脏cDNA文库中克隆和表征了一个新的人类基因KLHL31。KLHL31的cDNA长5743 bp，编码一个包含BTB结构域的634个氨基酸的蛋白质产物。该蛋白质在不同物种之间高度保守。Western印迹分析表明，KLHL31蛋白在胚胎骨骼和心脏组织中大量表达。在COS-7细胞中，KLHL31蛋白定位于细胞核和细胞质。在新生小鼠心肌细胞的原代培养中，大多数内源性KLHL31蛋白定位于细胞质。当与GAL4 DNA结合结构域融合时，KLHL31充当转录抑制因子，删除分析表明BTB结构域是这种抑制的主要区域。在COS-7细胞中过表达KLHL31抑制了TPA反应元件（TRE）和血清反应元件（SRE）的转录活性。KLHL31还显著降低了JNK的激活，导致在COS-7和Hela细胞中JNK靶点c-Jun的磷酸化和蛋白质水平降低。这些结果表明，KLHL31蛋白可能作为MAPK/JNK信号传导通路中的新型转录抑制因子，以调节细胞功能[3]。

Klhl31与骨骼肌发生相关，并且其表达受肌原性信号和Myf-5的调节。Klhl31是果蝇Kelch的正交同源物，属于脊椎动物中的Kelch样蛋白家族。该家族成员包含多个蛋白质结构域，包括氨基末端的广泛复合物/轨道/布里克-布拉克（BTB）或痘病毒和锌指（POZ）结构域、羧基末端的Kelch重复序列和一个中央连接区域。研究表明，Klhl31在发育中的心脏、体节肌节以及后来在分化的骨骼肌和心肌中高度表达。在发育中的体节中，Klhl31的表达在骨骼肌特异性bHLH转录因子MyoD首次表达后不久在肌节的背轴域中开始。Klhl31在整个胚胎和胎儿发育过程中在骨骼肌中持续表达。调节肌发生的组织切除和挽救实验也控制着体节中Klhl31的表达。特别是，轴向组织、神经管、底板和中脊，以及表面外胚层，为肌发生和Klhl31的适当表达提供组合信号。研究表明，肌原性信号Shh和Wnt-1或Wnt-6的组合足以在背体节中表达Klhl31。此外，Myf-5的异位表达导致在发育中的神经管中表达Klhl31，表明Klhl31是脊椎动物肌发生中的新颖且不可或缺的一部分[2]。

综上所述，Klhl31是一种重要的蛋白质，参与调节Wnt信号传导和骨骼肌发生。Klhl31在发育中的体节中高度表达，并且在分化的骨骼肌中持续表达。研究表明，Klhl31通过干扰β-catenin依赖的Wnt信号传导来调节骨骼肌发生。此外，Klhl31的表达受肌原性信号和Myf-5的调节。这些发现表明Klhl31在骨骼肌发生中发挥重要作用，并可能为骨骼肌疾病的治疗和预防提供新的思路和策略[1,2]。