Prl3c1-flox 基因敲除小鼠

Prl3c1基因是促乳素基因家族的成员之一，其编码的蛋白产物为PLP-J，是一种在子宫蜕膜中发现的细胞因子，对妊娠的建立有重要作用。研究发现，Prl3c1基因在小鼠睾丸中具有调节作用，Prl3c1基因敲除小鼠表现出睾丸肥大和雄激素过高的表型，其较大的睾丸与Leydig细胞室的扩张有关。Prl3c1基因位点存在两个转录本（Prl3c1-v1和Prl3c1-v2），它们在组织特异性表达模式上有所不同。Prl3c1-v1在子宫蜕膜中表达，而Prl3c1-v2在睾丸Leydig细胞中表达。研究通过5'RACE、染色质免疫沉淀和DNA甲基化分析等方法，定义了细胞特异性启动子使用和选择性转录本表达。进一步研究发现，Prl3c1基因在小鼠中的睾丸转录本和编码蛋白是由最近的一次逆转录事件在Mus musculus Prl3c1基因位点产生的。Prl3c1-v1编码PLP-J V1，而Prl3c1-v2编码PLP-J V2。每种蛋白质都表现出不同的细胞内靶向和作用。PLP-J V2具有Leydig细胞静态作用，与Prl3c1基因敲除小鼠的睾丸表型一致。对Prl3c1基因生物学的分析为我们提供了关于一个以前未被认识的调节睾丸生长和功能的内稳态设定点控制系统的见解[1]。

在子宫蜕膜化过程中，TAZ作为一种Hippo通路的效应因子，对精子发生和受精有重要作用，但其生理功能在子宫蜕膜化中的研究较少。研究发现，TAZ在蜕膜中定位，并促进了基质细胞的增殖，随后通过Ccnd3和Cdk4加速G1/S期转换，并诱导基质分化标记Prl8a2、Prl3c1和ALP的表达或活性，表明TAZ在蜕膜化中的重要性。TAZ的敲低阻碍了HB-EGF诱导的基质细胞增殖和分化。在氧化应激下，TAZ通过Nrf2/ARE/Foxo1途径降低细胞内ROS并增强细胞抗氧化能力，从而保护基质分化免受氧化损伤。TAZ增强了Nrf2的转录活性，Nrf2直接结合到Foxo1启动子区域的抗氧化反应元件（ARE）。此外，沉默TAZ导致细胞内ROS积累，这是通过增强NOX活性实现的，而NOX活性的阻断可以逆转基质分化的破坏。进一步分析表明，TAZ可能恢复线粒体功能，因为ATP水平、mtDNA拷贝数和线粒体膜电位增加，而线粒体超氧化物减少。此外，TAZ通过上调Bcl2表达和抑制Casp3活性和Bax表达来防止基质细胞凋亡。总之，TAZ可能通过Ccnd3介导HB-EGF在子宫蜕膜化中的作用，并通过Nrf2/ARE/Foxo1途径改善对基质细胞分化的氧化损伤[2]。

研究还发现，在新生小鼠的子宫内膜发育过程中，Prl3c1基因的表达显著增加，而持续注射孕酮则抑制了Prl3c1基因的表达。进一步分析发现，这些PRLs主要在新生小鼠子宫内膜基质中表达。这些结果表明，多个PRLs参与了子宫发育和子宫内膜腺发生，而持续的孕酮治疗可能会改变这些PRLs在子宫内膜基质细胞中的表达模式，从而改变基质与上皮之间的相互作用和通讯，最终导致子宫内膜腺发生的完全抑制[3]。

此外，研究发现，Hmgn3在蜕膜和蜕膜化基质细胞中高度表达。过表达Hmgn3变体Hmgn3a或Hmgn3b增强了蜕膜化标记Prl8a2和Prl3c1的表达，而抑制Hmgn3则降低了它们的表达。Hmgn3可以介导Hoxa10和cAMP对Prl8a2和Prl3c1表达的影响。进一步研究发现，Hmgn3通过影响Hand2的表达来指导蜕膜化的过程。孕酮可以诱导去卵巢小鼠子宫、子宫上皮细胞和基质细胞中Hmgn3的表达。用siRNA沉默Hoxa10可以减轻孕酮和cAMP对Hmgn3表达的诱导。同时，用siRNA介导的Hmgn3在子宫基质细胞中的下调可以减弱孕酮、cAMP和Hoxa10对Hand2表达的影响。综上所述，Hmgn3可能在小鼠蜕膜化过程中发挥重要作用[4]。

Gja1在蜕膜细胞中高度表达，并促进了子宫基质细胞的增殖和Prl8a2、Prl3c1的表达，这两个标记物是蜕膜化的已知分化标记。进一步分析发现，Gja1可能作为Acvr1和cAMP的下游因子来调节子宫基质细胞的分化。将cAMP类似物8-Br-cAMP添加到转染了Acvr1 siRNA的基质细胞中，导致Gja1表达明显增加，而PKA抑制剂H89则阻碍了Acvr1过表达引起的Gja1诱导，表明cAMP-PKA信号介导了Acvr1对Gja1表达的调节。在子宫基质细胞中，敲低Gja1阻止了cAMP对Hand2的诱导。此外，siRNA介导的Hand2下调削弱了Gja1过表达对Prl8a2和Prl3c1表达的刺激作用，而Hand2的组成型表达则逆转了Gja1 siRNA对基质分化的抑制作用。同时，Gja1可能在Acvr1和Hand2之间发挥重要作用。总之，Gja1可能作为cAMP-PKA信号的下游因子，通过靶向Hand2来介导Acvr1对子宫基质细胞分化的影响[5]。

Hmgn1 mRNA在妊娠第6-8天的蜕膜中高度表达。同时，在人工和体外诱导的蜕膜化模型中也观察到Hmgn1表达的增加。Hmgn1在没有雌激素和孕酮的情况下诱导子宫基质细胞的增殖和Ccna1、Ccnb1、Ccnb2和Cdk1的表达。过表达Hmgn1可以增强Prl8a2和Prl3c1的表达，这两个标记物是蜕膜化的已知分化标记，而抑制Hmgn1则降低了它们的表达。进一步研究发现，Hmgn1可以介导C/EBPβ对Prl8a2和Prl3c1表达的影响。在子宫基质细胞中，cAMP类似物8-Br-cAMP可以通过C/EBPβ刺激Hmgn1的表达。此外，用siRNA介导的Hmgn1下调可以减弱cAMP对子宫基质细胞分化的影响。在体外蜕膜化过程中，Hmgn1可能作为C/EBPβ的下游因子来调节Cox-2、mPGES-1和Vegf的表达。孕酮可以上调去卵巢小鼠子宫、子宫上皮细胞和基质细胞中Hmgn1的表达。用siRNA沉默C/EBPβ可以减轻孕酮对Hmgn1表达的诱导。综上所述，Hmgn1可能在小鼠蜕膜化过程中发挥重要作用[6]。

RNA测序分析比较了妊娠第6和8天蜕膜与正常妊娠子宫内膜（第4天）之间的基因表达。共鉴定出2332个高置信度假定的lncRNA转录本。功能聚类分析显示，差异表达的lncRNA可能调节多个与蜕膜化有关的重要基因本体和通路。进一步分析表明，Hand2os1在妊娠第2至5天的基质细胞中特异性检测到，在妊娠第6-8天的蜕膜细胞中表达上调。在体外和体内蜕膜化过程中，Hand2os1表达也显著上调。在子宫基质细胞中，孕酮可以显著上调Hand2os1的表达，但RU486可以阻碍Hand2os1的上调，而雌激素似乎对Hand2os1的表达没有调节作用。同时，Hand2os1在体外显著促进了蜕膜化过程，并显著增加了蜕膜化标记Prl8a2和Prl3c1的表达。这些结果为更好地理解lncRNA在妊娠小鼠子宫中的功能作用提供了宝贵的目录，这与蜕膜化有关[7]。

Runx1转录因子是一种关键的发育调节因子，但其在胚胎植入和蜕膜化中的作用知之甚少。研究发现，妊娠第1-4天没有明显的Runx1 mRNA信号。妊娠第5天，Runx1 mRNA主要定位于植入胚泡周围的子宫下腔基质中。在雌激素激活的植入子宫中也观察到类似的结果。妊娠第6-8天和人工蜕膜化过程中，检测到高水平的Runx1 mRNA表达。8-Br-cAMP可以诱导子宫基质细胞中Runx1 mRNA的表达。此外，PKA抑制剂H89明显阻断了Runx1 mRNA的表达。用特异性siRNA抑制Runx1可以降低基质细胞的增殖和蜕膜标记Prl8a2和Prl3c1的表达。进一步研究发现，抑制Runx1还可以抑制子宫基质细胞中Cox-2、mPGES-1和Mmp2基因的表达。雌激素和孕酮可以诱导去卵巢小鼠子宫和子宫基质细胞中Runx1 mRNA的表达。综上所述，这些数据表明Runx1可能在小鼠蜕膜化过程中发挥重要作用[8]。

Egr2 mRNA在妊娠第5天胚泡植入周围的子宫下腔基质细胞以及雌激素激活的植入子宫中明显积累。雌激素诱导子宫上皮细胞中Egr2的表达。蜕膜细胞中也观察到Egr2 mRNA表达升高。用特异性siRNA沉默Egr2削弱了子宫基质细胞的增殖，并降低了Ccnd1、Ccnd3、Cdk4和Cdk6的表达。此外，Egr2促进了Prl8a2、Prl3c1和Pgr的表达，这些是已建立的蜕膜化分化标记。向子宫基质细胞中添加外源性重组肝素结合EGF样生长因子（rHB-EGF）导致Egr2 mRNA水平升高。此外，siRNA介导的Egr2下调阻碍了HB-EGF对基质细胞分化的刺激。敲低Egr2导致Cox-2、mPGES-1、Vegf、Trp53和Mmp2的表达降低。进一步分析发现，Egr2可能作为HB-EGF的中间介质，介导HB-EGF对Cox-2、mPGES-1、Vegf、Trp53、Mmp2和Ccnd3的调节。综上所述，Egr2可能在胚胎植入和蜕膜化过程中发挥重要作用[9]。

Ptn是一种多效性生长因子，参与调节细胞增殖和分化，但其生物学功能在子宫蜕膜化中的研究尚不清楚。研究发现，Ptn在蜕膜细胞中高度表达，并可以诱导子宫基质细胞的增殖和Prl8a2、Prl3c1的表达，这两个标记物是蜕膜化的已知分化标记，表明Ptn在蜕膜化中发挥重要作用。在子宫基质细胞中，孕酮刺激了Ptn的表达，并伴随着细胞内cAMP水平的积累。沉默Ptn阻碍了孕酮和cAMP对子宫基质细胞分化的诱导。H89的使用导致孕酮对Ptn表达的阻断。进一步分析表明，孕酮和cAMP对Ptn的调节是通过C/EBPβ介导的。在体外蜕膜化过程中，Ptn的敲低可以减弱C/EBPβ过表达引起的Prl8a2和Prl3c1表达的升高，而Ptn的组成型激活则逆转了C/EBPβ siRNA对Prl8a2和Prl3c1表达的抑制作用。同时，Ptn可能介导C/EBPβ对Hand2的调节，Hand2是Ptn在子宫基质细胞分化中的下游靶点。Ptn或C/EBPβ的siRNA介导的抑制阻止了孕酮和cAMP对Hand2的刺激。综上所述，Ptn可能在孕酮诱导的蜕膜化途径中发挥重要作用[10]。

综上所述，Prl3c1基因在哺乳动物生殖系统中具有重要作用，参与调节睾丸生长和功能以及子宫蜕膜化过程。Prl3c1基因的表达受到多种因素的调控，包括孕酮、Hoxa10、cAMP和C/EBPβ等。Prl3c1基因的表达变化与多种生理和病理过程有关，包括胚胎植入、蜕膜化、细胞增殖、分化和凋亡等。对Prl3c1基因的研究有助于深入理解哺乳动物生殖系统的发育和功能，为生殖相关疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。