Itgb1bp2-flox 基因敲除小鼠

Itgb1bp2，也称为Melusin，是一种肌肉特异性信号蛋白，在心脏功能中起着重要作用。Melusin参与心脏的压力过载反应，是心脏补偿性肥大所必需的。在压力过载的心脏模型中，通过缺失和功能获得实验已经证实了Melusin在心脏功能中的重要作用。在人类心肌病中，Melusin编码基因ITGB1BP2的遗传变异可能影响临床表型。一项研究发现，在患有高血压和扩张型或肥厚型心肌病的患者中，ITGB1BP2基因中发现了三个核苷酸变异，包括一个在第一个外显子37位点的C>T错义突变，导致蛋白质序列中组氨酸-13变为酪氨酸，一个在第六个内含子5'供体剪接位点的重复，以及一个在第11个外显子的沉默843C>T突变。这些变异在患有高血压或原发肥厚型心肌病的患者家族中被检测到，但基因型和表型之间没有明显的相关性。初步的功能结果和生物信息学分析似乎排除了IVS6+12_18dupTTTTGAG和843C>T在影响剪接机制中的作用。该分析揭示了在近1000个高血压/心肌病和健康个体中，ITGB1BP2基因的变异数量极低，这表明在分析的人群中Melusin基因的高度保守性[1]。

在另一个研究中，研究者们在一个包含255名患者的异质性队列中，搜索了与散发性或家族性扩张型心肌病（DCM）相关的新型疾病相关突变。他们在编码人类Melusin基因的ITGB1BP2基因中发现了一个错义突变，该突变导致在分子的羧基末端间隔区位置313处，丙氨酸被甘氨酸取代。这种点突变（c.938C>G）在一名45岁男性患者中发现，该患者患有家族性DCM，并且左心室功能严重受损，但在300名健康对照个体中未发现该突变。然而，其在心力衰竭背景下的功能意义尚不清楚，因为这种氨基酸取代被预测为不具有致病性。该报告确认了在DCM患者中人类Melusin基因编码序列中突变和单核苷酸多态性的低发生率，排除了心肌转录基因中的遗传变异可能对DCM引起的心力衰竭流行病学产生重大影响的可能性[2]。

在另一项研究中，研究者们研究了FRZB和Melusin在LGMD2A中的作用。LGMD2A是一种由CAPN3基因突变引起的肌肉萎缩和进行性近端肌肉退化的疾病。他们分析了这些基因在人类肌母细胞和肌管中的体外表达。在这些患者的肌管中观察到了异常融合，这可以解释为缺乏生理性的整合素β1D替代。由于这一观察结果，他们关注了编码与整合素直接相互作用的蛋白质的失调基因，包括ITGB1BP2和CD9，以及FRZB基因，因为其在肌管中的体外上调。沉默研究证实，这些基因是紧密调节的，CD9和FRZB是ITGB1BP2表达的阳性调节因子，而ITGB1BP2反过来是FRZB表达的阴性调节因子。有趣的是，他们观察到FRZB调节整合素β1D的表达，其沉默使整合素β1D的表达增加到与对照相似的水平。最后，LiCl的施用，作为一种Wnt信号通路的增强剂，显示出类似的实验性有益效果，表明FRZB沉默或LiCl施用可能是潜在的治疗靶点，尽管需要进一步的研究[3]。

在一篇关于心力衰竭遗传易感性的综述文章中，作者描述了在心力衰竭中已知的作用者或候选者中众多的复杂分子系统。他们讨论了所有已经研究过心力衰竭遗传背景的系统，并讨论了功能注释和已知的心力衰竭中已经研究过的遗传多态性，以及尚未研究的候选者。尽管对心力衰竭进行了大量研究，但到目前为止，相对较少的研究已经进行了协调一致的研究，将特定的遗传多态性与精确的风险联系起来。与遗传变异相关的风险识别以及随后将遗传知识转化为临床实践的翻译很可能只有在基于相同标准的大型协调研究中才会取得进展。潜在的结果将是对心力衰竭的更准确的定义，心力衰竭被识别为一个不断发展的心血管疾病复杂体[4]。

在另一篇综述中，作者描述了Morgana和Melusin这两种保守的伴侣蛋白，它们与Hsp90合作，调节信号转导。Morgana在所有组织中广泛表达，而Melusin的表达则局限于条纹肌。尽管这两种伴侣蛋白具有高度的序列同源性，但它们具有不同的功能。Morgana通过调节ROCKII激酶控制着中心体周期，从而控制基因组稳定性。然而，Melusin在心肌细胞中组织ERK信号转导，并调节心脏对不同的压力刺激的补偿性肥大反应[5]。

在另一项研究中，研究者们研究了心脏中Melusin基因表达受到的压力过载刺激。Melusin是一种整合素β1相互作用蛋白，被认为是心脏中的生物力学传感器。他们研究了心脏Melusin表达的机制和信号通路。通过在Sprague-Dawley大鼠、自发性高血压大鼠和携带人类血管紧张素原和肾素基因的双转基因大鼠中输注精氨酸（8）-血管加压素（AVP）以及在大鼠中输注血管紧张素II（Ang II），他们研究了直接左心室壁拉伸的作用。对于细胞培养研究，他们使用了小鼠心房HL-1细胞系和新生大鼠心室肌细胞（NRVMs）。在输注AVP后30分钟，左房Melusin mRNA水平就已经增加。Ang II导致左房Melusin mRNA（6小时时增加2.1倍，P<0.05）和蛋白质（72小时时增加1.9倍，P<0.05）水平显著上调。相比之下，在输注AVP和Ang II后，左心室Melusin mRNA水平保持不变，在主动脉缩窄诱导的压力过载和直接左心室壁应力或晚期高血压性心脏病中也没有改变左心室Melusin基因表达。有趣的是，在心房HL-1细胞中，循环拉伸增加了Melusin mRNA水平。在NRVMs中，拉伸和与肥大激动剂的处理增加了Melusin mRNA和蛋白质水平，内皮素-1是最有效的。PD98059，一种细胞外信号调节蛋白激酶1/2抑制剂，显著减弱了内皮素-1诱导的NRVMs中Melusin基因表达的上调。多种肥大刺激主要调节心房中的Melusin表达，这可能代表了早期适应性重塑过程中的必要初始步骤[6]。

在一项研究中，研究者们分析了心包切除术对训练和心肌梗死诱导的左心室肥厚、心室几何形状、基因表达和/或跑步表现的影响。小鼠被随机分为6组：对照组-不运动组（Sed），对照组-训练组（Tr），心包切除术组-Sed，心包切除术组-Tr，心肌梗死组-Sed和心肌梗死组-Tr。心肌梗死小鼠在心肌梗死手术过程中也接受了心包切除术。10周的跑步机跑步导致所有3个训练组的跑步表现-直到力竭都有所增强（对照组-Tr，心包切除术组-Tr，心肌梗死组-Tr）与对照组相比（P<0.001）。训练还导致对照组-Tr和心包切除术组-Tr小鼠中标准化左心室肥厚（LV/BW）的相似增加。二维超声心动图评估左心室内部心室尺寸显示，与MI组相比，PERI组的收缩直径（SD）更大（P<0.01），但与CONT小鼠相比没有差异。心室B型利钠肽mRNA（BNP）仅在两个MI组中升高。与不运动组相比，训练小鼠的心室β1-肾上腺素受体（β1-AR）和Melusin转录物都表现出总体增加（P<0.05）。此外，长期心包切除术并未进一步增强不运动组或训练组小鼠的跑步表现或增加LV/BW[7]。

在另一项研究中，研究者们首次分析了由于主动脉狭窄（AS）导致的人类左心室肥厚（LVH）中Melusin的表达和区域分布，并确定了AKT磷酸化作为Melusin信号通路的潜在下游效应物。在4个正常心脏中评估了Melusin的区域分布。在正常和患病心脏的活检中评估了Melusin染色、基因表达和蛋白质含量，并将Melusin基因表达与左心室功能变化相关联。同时，他们确定了pAKT/AKT比值，并将其与Melusin蛋白含量相关联。在正常心脏中，Melusin在肌细胞中发现，具有均匀的区域分布。在人类AS心脏中，Melusin染色、mRNA和蛋白质含量显著降低。Melusin mRNA的降低与LVEF、LVEDD和LVESD显著相关。人类AS中的pAKT/AKT比值显著降低，并与Melusin含量相关。Melusin表达的减少与人类AS中的心脏功能损害相平行。Melusin和AKT磷酸化的同时降低表明Melusin的丧失与收缩功能的下降有关[8]。

综上所述，ITGB1BP2（Melusin）在心脏功能中起着重要作用，尤其是在心脏的压力过载反应和肥大中。研究发现，ITGB1BP2基因中的核苷酸变异在高血压和心肌病患者中存在，但基因型和表型之间的明确相关性尚不清楚。此外，Melusin的表达受到多种肥大刺激的调节，主要在心房中表达。这些研究结果表明Melusin在心脏生理和病理过程中发挥着重要作用，并且可能是未来心脏病治疗和预防的潜在靶点。