Apold1-flox 基因敲除小鼠

Apold1，也称为Apolipoprotein L domain containing 1，是一种在血管内皮细胞中表达的基因。该基因编码的蛋白质包含一个apolipoprotein L结构域，这个结构域在其他apolipoprotein L家族成员中也存在，它们在细胞膜重塑、细胞信号传导和炎症反应中发挥作用。Apold1在血管生成过程中起着重要作用，特别是在病理性条件下，如缺血、肿瘤生长和动脉血栓形成。此外，Apold1还参与调节血管内皮细胞的通透性和稳态，以及血小板反应。

Apold1在生理和病理条件下的表达和功能存在差异。在正常发育过程中，Apold1的表达对血管生成并非必需，也不影响出生后视网膜血管生成或成年大脑和肌肉的血管网络。然而，在病理性条件下，如缺血性中风和股动脉结扎后，Apold1-/-小鼠表现出恢复和血管再生的显著缺陷。此外，人类肿瘤内皮细胞表达显著高水平的Apold1，而Apold1缺失的小鼠的皮下B16黑色素瘤肿瘤生长受到抑制，肿瘤血管较小且灌注不良。这些发现表明，Apold1在病理性血管生成中起着关键调节作用，而不影响发育性血管生成，因此它成为临床研究的潜在候选基因[1]。

Apold1在血管内皮细胞功能中发挥着重要作用。Apold1缺失导致内皮细胞功能障碍，包括细胞连接、细胞骨架结构和Weibel-Palade小体（WPB）的异常。细胞连接-细胞骨架界面的破坏导致内皮通透性增加，伴随WPB内容物的自发释放。Apold1缺失还导致自噬通量受损，这是WPB调节释放的必要机制。此外，Apold1缺失与一种新的遗传性出血疾病相关，该疾病涉及三代大家庭中的非典型出血素质，与微循环障碍有关。这些发现表明，Apold1是血管稳态的重要调节因子，并在遗传性出血疾病患者中需要考虑内皮细胞功能的测试[2]。

Apold1还与骨关节炎（OA）的诊断相关。通过生物信息学和机器学习分析，Apold1被确定为OA诊断的关键基因之一。Apold1的表达水平与OA患者中的肥大细胞、NK细胞、T细胞、树突状细胞和巨噬细胞等免疫细胞浸润相关。这些发现可能为OA诊断提供新的线索，并为理解OA的发展提供新的见解[3]。

Apold1缺陷与动脉血栓形成增加相关。Apold1缺失导致小鼠在光化学损伤诱导的颈动脉血栓形成模型中闭塞时间缩短。Apold1-/-小鼠的颈动脉组织因子（TF）活性增加，而PI3K/Akt信号通路激活减少。此外，Apold1-/-小鼠的血小板对胶原蛋白刺激的反应性增加。这些结果表明，Apold1缺失导致促血栓形成表型，并伴随血管TF活性增加、PI3K/Akt信号通路激活减少和血小板反应性增加。因此，Apold1可能是动脉血栓形成的治疗靶点[4]。

Apold1的表达与生物年龄和肝纤维化相关。在代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD）患者中，生物年龄与肝纤维化的发生相关。通过eQTL分析和GEO数据集，Apold1被确定为与肝纤维化和衰老相关的潜在靶基因。这表明，Apold1可能在MASLD患者的肝纤维化发展中发挥作用[5]。

Apold1在膜重塑中具有功能。Apold1通过与肌球蛋白-2A（NM2A）的关联，控制含有脂质翻转酶Autophagy-9A（ATG9A）的囊泡的Golgi来源的运输。这些囊泡将Apold3和磷脂酰肌醇-4-激酶-B（PI4KB）以及激活的干扰素基因刺激因子（STING）一起传递到线粒体-内质网（MERCSs）接触位点，以诱导和完成自噬和凋亡。此外，Apold3通过直接与PI4KB和PI4KB活性调节剂（神经钙传感器-1或NCS1、Calneuron-1或CALN1和ADP核糖基化因子-1或ARF1）相互作用，控制PI（4）P的合成。PI（4）P对于与感染诱导的炎症相关联的不同过程至关重要。此外，Apold3还控制自噬体与溶酶体的融合以完成自噬，而类似于Apold3的鼠类Apold7C参与与抗原交叉呈递相关的吞噬体通透性。同样，Apold3可以诱导细胞内细菌膜的融合，而内皮细胞Apold1和脂肪细胞mAPOL6在炎症条件下促进血管生成和脂肪生成。因此，不同的Apold亚型在膜重塑中发挥着不同的作用[6]。

Apold1的表达与骨肉瘤的预后和肺转移相关。通过高通量抑制筛选，超增强子（SEs）被发现对骨肉瘤的癌基因转录输出有显著贡献。基于SEs相关基因表达特征，Apold1被确定为与骨肉瘤患者不良预后和快速肺转移相关的基因之一。Apold1的高表达与骨肉瘤细胞亚群和患者组织样本中的不良预后相关。这表明，Apold1可能是骨肉瘤预后的潜在生物标志物[7]。

Apold1的表达与系统性红斑狼疮（SLE）的疾病活性和肾脏受累相关。通过全基因组关联研究和表达数量性状位点分析，Apold1被确定为与SLE相关的七个潜在功能基因之一。在SLE患者的CD4+ T细胞中，Apold1基因表达显著下调。此外，Apold1表达在具有降低血清补体C3水平、尿蛋白阳性、新发皮肤皮疹和SLE疾病活动指数评分≥95的SLE亚组中呈一致下降趋势。这些发现表明，Apold1可能是SLE诊断和评估的潜在生物标志物[8]。

Apold1的表达与过量叶酸补充对雌性小鼠后代行为和大脑基因表达的影响相关。过量叶酸补充导致雌性后代出现焦虑增加、探索行为受损、运动协调和空间记忆障碍。RNA测序显示，在雌性后代的大脑中有36个上调基因和79个下调基因。qRT-PCR验证了Apold1等基因的表达变化。这些数据表明，过量叶酸补充改变了雌性后代的大脑基因表达和行为，其中某些基因表现出明显的性别特异性[9]。

Apold1的表达与结直肠癌中非CpG岛启动子低甲基化和miR-149的调节相关。通过全基因组筛选，Apold1被确定为在微卫星稳定（MSS）结直肠癌中低甲基化的非CpG岛基因之一。Apold1的低甲基化在结直肠癌中显著与肿瘤位于左侧、CpG岛甲基化表型阴性、MSS、BRAF野生型、未分化和腺癌亚型相关。这表明，Apold1的表达在结直肠癌中可能受到非CpG岛启动子低甲基化和miR-149的调节[10]。

综上所述，Apold1是一种在血管内皮细胞中表达的基因，参与调节血管生成、血管内皮细胞功能和血小板反应。Apold1在病理性条件下具有重要作用，如缺血、肿瘤生长和动脉血栓形成。此外，Apold1还与骨关节炎、系统性红斑狼疮、过量叶酸补充对后代的影响以及结直肠癌等疾病相关。Apold1的研究有助于深入理解血管生物学和疾病发生机制，为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。