Lypd6-flox 基因敲除小鼠

LYPD6，也称为LY6/PLAUR结构域包含6，是Ly-6超家族中的一个新成员。Ly-6蛋白超家族通常被识别为一组具有LU蛋白域的蛋白质。LU域大约由80个氨基酸组成，以10个半胱氨酸残基的保守模式为特征。LYPD6基因最初是从人睾丸cDNA文库中克隆和鉴定的，并通过搜索UCSC基因组数据库定位到2q23.1-23.2。LYPD6 cDNA序列长3,501个碱基对，包含一个开放阅读框，编码171个氨基酸。亚细胞定位研究表明，当在COS-7细胞中过表达时，LYPD6蛋白定位于细胞质。RT-PCR分析显示，LYPD6在人体组织中广泛表达，在脑和心脏中的表达水平相对较高。此外，基于报告基因实验的后续分析表明，在HEK 293T细胞中过表达LYPD6能够抑制AP1的转录活性[1]。

Wnt/β-catenin信号通路在胚胎发生、组织稳态和再生中起着关键作用。LYPD6被确定为Wnt/β-catenin信号通路的正反馈调节因子。LYPD6增强Wnt信号在斑马鱼和非洲爪蟾胚胎以及哺乳动物细胞中的作用，并且对于斑马鱼原肠胚形成过程中wnt8介导的中胚层和神经外胚层的模式形成是必需的。LYPD6通过GPI锚定在质膜上，并与Wnt受体Frizzled8和共受体Lrp6发生物理相互作用。生物物理和生化证据表明，LYPD6优先定位于膜筏区域，其中Lrp6在Wnt刺激下发生磷酸化。LYPD6敲低或LYPD6蛋白向非筏膜区域的错误定位会将Lrp6的磷酸化转移到这些区域，并抑制Wnt信号。因此，LYPD6似乎控制着膜筏中Lrp6的激活，这对于下游信号传导至关重要[2]。

在结直肠癌（CRC）中，LYPD6基因与生存预测有关。一项研究构建了一个包含8个基因的签名，用于预测CRC患者的总生存期（OS）和无病生存期（RFS）。这个签名包含了LYPD6基因。高风险案例在GSE39582训练队列（风险比[HR] = 1.54，95%置信区间[CI] = 1.42至1.67）和TCGA验证队列（HR = 1.39，95% CI = 1.24至1.56）中的OS较差，并且在两个队列中的RFS也较差（GSE39582：HR = 1.49，95% CI = 1.35至1.64；TCGA：HR = 1.39，95% CI = 1.25至1.56）。该模型的曲线下面积（AUC）在训练队列和验证队列中都约为0.7，这高于或不少于之前的一些模型，这表明该签名可以改善CRC患者的OS和RFS预测[3]。

LYPD6基因的过表达也与神经系统的疾病有关。例如，LYPD6和LYPD6B的表达在自闭症和其他神经精神疾病中增加。在自闭症谱系障碍（ASD）患者中，染色体区域2q23.q23.2的重复携带LYPD6和LYPD6B基因。在小鼠模型中，通过脑室内输注这些蛋白的重组类似物，观察到显著的记忆障碍和急性应激。这些调节剂下调了海马和杏仁核的树突棘密度。LYPD6和LYPD6B在大脑中靶向不同的nAChR亚型，优先抑制α7和α4β2-nAChR。因此，大脑中LYPD6和LYPD6B水平的升高与胆碱能系统抑制、神经元萎缩、记忆下降和焦虑有关[4]。

LYPD6基因在妊娠过程中也有重要作用。一项研究分析了胎盘从早期到中期的基因表达动态，并报告了154个基因的转录有显著变化。TaqMan RT-qPCR分析证实了中期胎盘基因表达显著峰值的基因，包括BMP5、CCNG2、CDH11、FST、GATM、GPR183、ITGBL1、PLAGL1、SLC16A10和STC1，随后在足月时mRNA水平急剧下降。该研究还分析了中期胎盘基因在正常和复杂妊娠中的表达，包括子痫前期（PE）、妊娠糖尿病（GDM）、小于胎龄儿（SGA）和大于胎龄儿（LGA）。STC1（降钙素1）在所有研究的并发症中表现出增加的mRNA水平，在PE和SGA组中效果最显著。在产后母体血浆中，PE和SGA新生儿中STC1激素水平最高。在PE和GDM病例的胎盘切片中，CCNG2和LYPD6的表达显著升高，并且蛋白质的免疫染色增强。这项研究表明了胎盘转录调控的时间动态在妊娠三个阶段中的重要性。许多在中期胎盘表达水平高的基因也与成人复杂疾病有关，促进了关于胎盘在发育编程中的作用讨论[5]。

LYPD6还与尼古丁乙酰胆碱受体（nAChRs）的钙电导调节有关。LYPD6在神经元中表达，是一种新型nAChRs调节剂。在感觉神经节神经元中过表达的LYPD6选择性地增强了尼古丁诱导的通过nAChRs的钙离子电流，如野生型和转基因小鼠的全身膜片钳记录和钙成像所示。相反，使用siRNA敲低LYPD6表达选择性地减少了尼古丁诱导的钙电流。药理学实验表明，参与这一过程的nAChRs是异聚体。转基因小鼠表现出增强的胆碱能状态的迹象，如更高的运动觉醒、增强的预脉冲抑制和痛觉减退。这些过表达LYPD6的小鼠对尼古丁的镇痛作用也更为敏感。使用针对LYPD6的siRNA的转基因小鼠无法繁殖，这表明该蛋白具有重要作用。总的来说，LYPD6似乎构成了nAChRs的一个新型调节剂，通过选择性地增加通过这些离子通道的钙流入来影响受体功能[6]。

LYPD6基因还与过氟辛酸（PFOA）诱导的发育心脏毒性有关。PFOA能够诱导发育毒性，影响包括心脏在内的各种器官。为了进一步阐明PFOA诱导的发育心脏毒性的机制，研究人员在孵化鸡的心脏中进行了RNA-seq分析。RT-PCR和Western印迹随后用于确认已识别的潜在靶点。此外，设计慢病毒以在发育中的鸡胚胎中过表达和沉默已识别的靶miRNA，并研究其引起的表型。在鸡胚胎心脏中，21个miRNA和1142个mRNA被鉴定为受到发育暴露于PFOA的影响。在已识别的差异表达miRNA中，miR-490-5p被证实受到PFOA暴露的显著影响，以及其下游靶点Synaptosome相关蛋白91（SNAP91）和LY6/PLAUR结构域包含6（LYPD6）。慢病毒过表达miR-490-5p模拟了PFOA暴露引起的表型，而沉默miR-490-5p的慢病毒则减轻了PFOA引起的改变。下游靶基因SNAP91和LYPD6的表达也观察到类似的模式。总的来说，miR-490-5p及其下游基因SNAP91和LYPD6与PFOA诱导的鸡胚胎发育心脏毒性有关，这可能有助于进一步阐明PFOA诱导的发育心脏毒性的机制[7]。

此外，LYPD6基因还与发育迟缓有关。一项研究对一名表现出全面发育迟缓的男孩进行了基于单核苷酸多态性（SNP）的染色体微阵列分析（CMA）。SNP阵列显示，该患者携带一个2.5 Mb的2q22.3q23.3区段重复，其中包含ACVR2A、KIF5C、MBD5、EPC2、LYPD6、LYPD6、MMADHC和ORC4基因。文献回顾表明，重复区域中的MBD5基因可能导致了女孩的全面发育迟缓。患者的临床表型与2q23重复一致，其中MBD5基因可能发挥关键作用。CMA为诊断具有全面发育迟缓的患者提供了重要工具[8]。

综上所述，LYPD6基因在多种生物学过程中发挥重要作用，包括Wnt信号传导、癌症、神经系统疾病、妊娠和心脏毒性。LYPD6基因的研究有助于深入理解其生物学功能和疾病发生机制，为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略[9]。此外，LYPD6基因的表观遗传修饰也与神经元的结构和功能特征有关。例如，在BDNF Val66Met小鼠的海马中，LYPD6基因的表达受到组蛋白修饰的影响。在BDNFMet/Met小鼠中，H3K27me3和AcH3标记的关联特征谱发生了广泛的变化。生物信息学分析显示，多态性的存在影响了几个生物学功能和相关途径。定量PCR分析证实了与表观遗传修饰相关的五个基因的表达发生了显著变化：Dvl1、Nos3、Reln、Lypd6和Sh3gl2。前三个基因参与树突和树突棘的重建，这是BDNFMet/Met小鼠中形态学特征改变的关键[10]。