Sh3rf2-flox 基因敲除小鼠

Sh3rf2，也称为SH3RF2，是一种蛋白质编码基因，位于与体重相关的数量性状位点中。Sh3rf2的缺失与鸡的体重增加呈正相关。在4079个个体中检测到Sh3rf2基因的拷贝数变异（CNV），包括“固始鸡×安卡鸡”F2资源群体和中国地方鸡、商业蛋鸡和商业肉鸡的群体。F2资源群体被用于研究鸡Sh3rf2基因的遗传效应。结果表明，地方鸡和商业蛋鸡都是野生型等位基因的纯合子。除了Hubbard肉鸡外，所有商业肉鸡品种都检测到缺失突变个体。在F2资源组中，共有798个个体用于分析基因型（DD/ID/II）对鸡生产性状的影响。结果表明，CNV与2、6、10和12周体重（P分别为0.026、0.042、0.021和0.039）相关，与8周胸骨长度显著相关（P=0.045）。突变与8周体重（P=0.007）和4周胸骨长度（P=0.010）显著相关。CNV与脱脂体重、腿肌重量、胴体重、胸肌重量和肌胃重量显著相关（P分别为0.032、0.033、0.045、0.004和0.000）。Sh3rf2基因的CNV对鸡的生长和增重有显著影响[1]。

结核病（TB）仍然是主要的公共卫生问题。Sh3rf1和Sh3rf2是具有多个单核苷酸多态性（SNPs）的候选基因，它们可能通过激活JNK信号通路参与结核分枝杆菌感染。在这项病例对照研究中，我们旨在调查5个Sh3rf1和Sh3rf2 SNPs与西方汉族人群中TB易感性的关联。我们的研究纳入了900名TB患者和1534名健康对照。所有样本均来自四川大学华西医院检验科结核病资源库。使用商业定制的2×48-Plex SNPscan试剂盒进行SNP基因分型。在控制年龄和性别后，数据经过Bonferroni校正，发现Sh3rf2基因的rs758037变异与TB风险降低相关（p=0.00001，OR=0.731，95% CI=0.641-0.833），并且基于三种遗传模型（padd=0.00001，pdom=0.0003，prec=0.0007）也显示出相关性。Sh3rf2基因的rs4913057变异在优势模型中与TB风险增加相关（p=0.021，OR: 1.260，95% CI: 1.065-1.490）。其他SNPs与TB风险无显著相关性。这些发现表明，Sh3rf2基因中的多态性与西方汉族人群中TB的易感性有关[2]。

侧缰核（LHb）被认为是社会行为的中介。然而，LHb如何调节社会互动仍然未知。我们发现在LHb中高度表达的Tet2是LHb中侧缰核（LHb）的调节者。Tet2条件性敲除（cKO）小鼠表现出社会偏好受损；然而，在LHb中补充Tet2可以挽救Tet2 cKO小鼠的社会偏好损害。Tet2 cKO改变了与神经元功能相关的基因中的DNA羟甲基化（5hmC）修饰，这已通过微型双光子显微镜数据得到证实。此外，在LHb的谷氨酸能神经元中敲低Tet2导致社会行为受损，但抑制谷氨酸能兴奋性可以恢复社会偏好。机制上，我们发现Tet2缺陷降低了Sh3rf2启动子上的5hmC修饰和Sh3rf2 mRNA表达。有趣的是，在LHb中过表达Sh3rf2可以挽救Tet2 cKO小鼠的社会偏好。因此，LHb中的Tet2可能是社会行为缺陷相关疾病（如自闭症）的潜在治疗靶点[3]。

SH3RF（SH3结构域含有的RING指蛋白）家族成员SH3RF1-3是多结构域支架蛋白，参与促进细胞存活和凋亡。在这篇报告中，我们表明Sh3rf2是肿瘤基因产物，在人类癌症中过度表达，并调节p21-激活激酶4（PAK4）蛋白的稳定性。对159例结肠癌组织的免疫组织化学分析显示，Sh3rf2表达水平在癌症组织中频繁升高，并且与不良预后指标显著相关，包括侵袭增加、早期复发和生存率差。我们还证明了PAK4蛋白通过泛素-蛋白酶体系统降解，Sh3rf2通过物理相互作用介导的位阻抑制PAK4的泛素化，导致PAK4蛋白上调。此外，Sh3rf2表达的消除减弱了TRADD（肿瘤坏死因子相关死亡结构域）募集到肿瘤坏死因子-α（TNF-α）受体1，并阻碍了TNF-α处理下的下游信号，从而抑制了NF-κB（核因子-κB）活性并增强了caspase-8活性。值得注意的是，Sh3rf2的过表达有效地防止了癌细胞凋亡，并增强了体内细胞迁移、集落形成和肿瘤生长。总的来说，我们的结果表明Sh3rf2是一种肿瘤基因，可能是PAK4的明确调节剂。因此，Sh3rf2可能代表癌症治疗的有效治疗靶点[4]。

创伤性脑损伤（TBI）是全球主要的健康负担。作为一种公认的炎症介质，高迁移率族蛋白B1（HMGB1）被发现对促进神经发生和轴突再生有效。SH3RF2（也称为POSHER），一种E3连接酶SH3结构域含有的环指蛋白2，属于SH3RF蛋白家族。在这里，我们旨在调查HMGB1的氧化还原状态对体外和体内神经元轴突生长和再生的作用。在这项研究中，使用了不同的重组HMGB1氧化还原异构体。通过RNA-seq和数据分析，我们寻找了非氧化HMGB1（3S-HMGB1）的潜在下游靶点。通过蛋白质印迹分析和免疫荧光评估了SH3RF2的蛋白质变化和分布。使用慢病毒和腺相关病毒调节基因表达。构建了富集非氧化HMGB1的外泌体，并用于治疗TBI大鼠。通过OF测试和NOR测试评估神经功能。结果表明，非氧化HMGB1和fr-HMGB1，而不是ds-HMGB1，促进了轴突出芽和轴突延长。RNA-seq和蛋白质印迹分析表明，在用非氧化HMGB1或fr-HMGB1处理后，神经元中的SH3RF2显著增加。值得注意的是，通过下调SH3RF2，非氧化HMGB1的有益作用被减弱。此外，非氧化HMGB1通过SH3RF2改善了TBI后大鼠的认知障碍。总的来说，我们的实验结果表明，非氧化HMGB1促进轴突出芽和再生的机制之一是通过上调SH3RF2的表达。非氧化HMGB1是治疗TBI的有吸引力的治疗候选药物[5]。

由于缺乏鹌鹑基因组序列信息，我们首先确定了鹌鹑SH3结构域含有的环指蛋白2（SH3RF2）基因的部分基因组结构和序列。随后，使用CRISPR/Cas9技术敲除了SH3RF2，并建立了单细胞来源的SH3RF2突变亚系，以研究Sh3rf2在鹌鹑成肌细胞（QM7）细胞肌分化过程中的生物功能活性。通过T7核酸内切酶I检测和基因分型分析，我们建立了SH3RF2敲除（KO）QM7#4亚系，其中SH3RF2中存在61和155个核苷酸的缺失突变。在肌管分化诱导后，通过全局RNA测序和生物信息学分析比较了常规QM7和SH3RF2 KO QM7#4细胞之间的表达谱。我们没有检测到Sh3rf2在QM7成肌细胞肌管分化中的统计显著作用。然而，需要进一步的实验来检查Sh3rf2在细胞增殖和肌肉生长中的生物功能活性[6]。

我们报道了Sh3rf2，一个促凋亡支架POSH（富含SH3s）的同源物，是c-Jun N-末端激酶（JNK）通路的抗凋亡调节因子。siRNA介导的Sh3rf2敲低促进了神经母细胞PC12细胞、培养的皮层神经元和C6胶质瘤细胞的凋亡。这种死亡似乎是由于JNK信号的激活。Sh3rf2的缺失触发了JNK及其靶点c-Jun的激活。此外，Sh3rf2敲低促进的凋亡可以通过优势负性c-Jun以及JNK抑制因子来抑制。通过研究Sh3rf2调节细胞存活的机制，我们发现POSH，一个激活促凋亡JNK/c-Jun信号传导所必需的支架，与Sh3rf2的缺失有关。在缺乏POSH的细胞中，Sh3rf2敲低无法激活JNK。我们还发现Sh3rf2结合POSH以降低其水平，该机制需要两个蛋白的RING结构域，并似乎涉及蛋白酶体POSH降解。相反，Sh3rf2的敲低促进了POSH蛋白的稳定和JNK信号的激活。最后，我们表明在几种不同的凋亡刺激后，内源性Sh3rf2蛋白迅速减少，并且Sh3rf2的敲低在神经元细胞中激活了促凋亡JNK通路。这些发现支持了一种模型，即Sh3rf2通过促进健康细胞中促凋亡POSH的蛋白酶体降解，而凋亡刺激导致Sh3rf2表达的快速丧失，从而导致POSH的稳定和JNK的激活以及细胞死亡。基于这些观察结果，我们提出了Sh3rf2蛋白的替代名称POSHER（POSH消除RING蛋白）[7]。

凋亡在调节健康组织生长和发育以及控制运动肌肉中的稳态维持中起着重要作用。在强度不同的训练期间，通过凋亡调节细胞死亡导致不习惯的肌肉细胞被更适合运动的新的细胞所取代。这项研究的目的是确定两个控制肌肉组织中凋亡的基因（SH3FR1和SH3RF2）的表达，这些基因在训练期间的特征是不同的强度。使用实时PCR方法在从15匹阿拉伯马（未训练、高强度赛跑阶段后和赛季结束时）收集的骨骼肌活检中估计基因表达水平。在250匹阿拉伯马中进行关联研究，以评估SH3RF2:c.796 T>C（p.Ser266Pro）变异对平地赛跑性能的影响。基因表达分析证实，在强度不同的训练期间，抗凋亡SH3RF2（POSHER）基因的表达显著下降（p<0.01）。在未训练的马的肌肉中检测到最高的SH3RF2表达水平，而在完全适应运动的赛季结束时的马的肌肉中检测到最低的表达水平。此外，观察到训练期间SH3RF1基因表达的下降没有统计学意义。此外，在氨基酸位置266处由丝氨酸替换为脯氨酸（CC基因型）与赢得比赛的可能性、马发生的比赛数量和奖金的价值呈负相关。具有TT基因型的马在参加的比赛中获得了最高的财务收益，无论是在总奖金还是每场比赛的奖金方面。这项研究展示了在分子水平上运动诱导的凋亡在马中的假设调节机制。已确定的SH3RF2:c.796 T>C错义变异与选择的赛跑性能特征相关，这是在评估马的训练倾向时的重要信息。关联结果和CT和TT基因型的频率表明，可以使用SH3RF2变异来选择性地改善阿拉伯马的赛跑性能[8]。

精神运动发育迟缓是一种在儿科人群中发病率为12-18%的疾病，其特征是儿童在发育过程中未能获得与年龄相关的运动、认知和沟通技能。适当的神经心理运动评估以及新技术的应用，如阵列比较基因组杂交（a-CGH）和下一代测序（NGS），有助于早期诊断并提高生活质量。在这个案例中，我们分析了一个2岁8个月的男孩，他被诊断为精神运动发育迟缓，主要是在沟通和语言方面。a-CGH分析确定了三个具有不确定临床意义的de novo缺失，涉及PLXNA2（1q32.2）、PRELID2、GRXCR2和SH3RF2（5q32）、RIMS1（6q13），以及一个母源性异源二倍体复制，涉及三个基因：HELZ、PSMD12和PITPNC1（17q24.2）。在这些改变中，我们关注PLXNA2基因，因为plexin 2在中央神经系统发育中发挥着中心作用。然而，分析中检测到的所有基因都可能对患者的表型特征有所贡献[9]。

人类大脑以不同的方式被划分和分类，然而，一个分子遗传方法来区分区域特异性并不存在。使用来自12名健康对照者的18个脑区域的数据，我们使用每个受试者的HG-U133AB和HG-U133 plus 2芯片进行了微阵列分析，以确定显示区域特异性的分子靶标。使用先前发表的数据作为我们的指南，我们证实SIX3、GPR6、SH3RF2和hSyn是伏隔核的分子标记，而γ-氨基丁酸A受体α-6、Nik相关激酶和eomesodermin是小脑的分子标记[10]。

综上所述，Sh3rf2基因在多种生物学过程中发挥作用，包括动物生长、疾病易感性、社会行为、细胞存活和凋亡调节。Sh3rf2基因的拷贝数变异（CNV）与鸡的生长和体重增加相关。Sh3rf2基因中的多态性与西方汉族人群中结核病的易感性有关。Sh3rf2基因在侧缰核中调节社会偏好，可能是社会行为缺陷相关疾病的治疗靶点。Sh3rf2基因在人类癌症中过度表达，并调节p21-激活激酶4（PAK4）蛋白的稳定性，可能成为癌症治疗的有效靶点。非氧化HMGB1通过上调Sh3rf2的表达改善了TBI后大鼠的认知障碍。Sh3rf2基因在鹌鹑成肌细胞肌分化过程中没有发现显著作用。Sh3rf2蛋白通过蛋白酶体降解促凋亡POSH蛋白来促进细胞存活。Sh3rf2基因的表达与阿拉伯马的运动性能相关。Sh3rf2基因的缺失可能与精神运动发育迟缓有关。Sh3rf2基因在不同脑区域中具有区域特异性表达。Sh3rf2基因的研究有助于深入理解其在生物学过程中的作用，并为相关疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。