Pabpn1l-flox 基因敲除小鼠

Pabpn1l，也称为Poly(A)结合蛋白核1样蛋白（Poly(A)-binding protein nuclear 1-like），是一种在哺乳动物中广泛表达的蛋白质。它属于Poly(A)结合蛋白（PABPs）家族，这一家族的成员在mRNA的转录后调控中发挥重要作用。PABPs通常位于细胞核内，参与mRNA的加工、稳定和运输过程。然而，Pabpn1l与其它PABPs不同，它在细胞质中发挥功能，特别是在母系到合子（MZT）的转变过程中扮演关键角色。

在MZT过程中，母系mRNA的降解是一个至关重要的步骤，它决定了早期胚胎的发育潜能。Pabpn1l作为mRNA结合适配器，与哺乳动物MZT许可因子BTG4相互作用，介导母系mRNA的清除。在Pabpn1l基因缺失的小鼠模型中，尽管卵母细胞形态正常，但由于胚胎在1-2细胞阶段出现发育停滞，导致雌性小鼠不孕[1]。此外，Pabpn1l的缺失还损害了BTG4靶向母系mRNAs的脱腺苷化和降解过程[1]。此外，Pabpn1l不仅帮助BTG4蛋白在成熟卵母细胞中积累，还通过保护BTG4免受SCF-βTrCP1 E3泛素连接酶介导的多聚泛素化和降解，来维持BTG4蛋白的稳定性[1]。

Pabpn1l在细胞质中的“环状”聚集与女性不孕症相关。研究发现，在减数分裂II期卵母细胞中，Pabpn1l形成“环状”聚集，而Pabpn1l-EGFP蛋白在体外也能自发形成“环状”聚集。这些“环状”聚集与CCR4-NOT催化亚基CCR4-NOT转录复合体亚基7（CNOT7）在体外启动脱腺苷化过程时形成的结构相似。在模拟人类PABPN1L内含子1-外显子2异常的小鼠模型中，雌性小鼠表现为不孕，而雄性小鼠则表现正常。通过RNA测序，研究者发现来自Pabpn1l-/- MII卵母细胞的合子中RNA大规模上调。在Pabpn1l-♀/+♂合子中，有9222个基因被上调而不是降解。BTG4和CCR4-NOT转录复合体亚基6样（Cnot6l）基因对于脱腺苷化过程是必需的，Pabpn1l-/-小鼠的表现与BTG4和Cnot6l敲除小鼠相似，其中71.2%的基因在BTG4-♀/+♂合子中稳定，84.2%的基因在Cnot6l-♀/+♂合子中稳定，这些基因在Pabpn1l-♀/+♂合子中也稳定[2]。这些结果表明，Pabpn1l广泛参与CCR4-NOT介导的母系mRNA降解过程，PABPN1L内含子1-外显子2的变异可能成为女性不孕症的遗传标记[2]。

除了在MZT过程中的重要作用外，Pabpn1l还与人类的视觉轮廓整合能力有关。研究表明，Pabpn1l基因与人类视觉轮廓整合能力的遗传性有关，其基因多态性与个体感知连续轮廓的能力相关[3]。这一发现表明Pabpn1l可能参与了人类大脑的视觉信息处理过程。

Pabpn1l的表达模式在人类和鼠类之间存在差异。人类ePAB编码一个330个氨基酸的蛋白质，位于染色体20q12-q13.1上。它与小鼠ePab的氨基酸序列有72%的同源性，并且缺少PABP结构域，只包含三个RNA识别模体（RRMs）。在成年组织中，人类ePAB的表达没有特异性，从卵母细胞到囊胚的早期卵母细胞发育阶段中都能检测到其表达。人类ePABP2编码一个282个氨基酸的蛋白质，位于染色体16q24.3上，其氨基酸序列与小鼠ePabp2有68%的同源性[4]。

此外，在非洲爪蟾（Xenopus）中，ePABP2被描述为一个新的细胞质Poly(A)结合蛋白家族的成员，主要在早期发育阶段和成年卵巢组织中表达。与已知的PABP2蛋白不同，Xenopus ePABP2是一个细胞质蛋白，在体外实验中显示与Poly(A)具有特异性结合，并且需要RRM结构域。小鼠和人类的ePABP2蛋白也被鉴定出来，并且它们的表达也局限于早期发育阶段和成年卵巢组织[5]。

综上所述，Pabpn1l是一个在细胞质中发挥重要功能的蛋白质，它在母系到合子（MZT）的转变过程中起着关键作用，介导母系mRNA的降解。Pabpn1l的缺失会导致母系mRNA的脱腺苷化和降解过程受损，并导致早期胚胎发育停滞。此外，Pabpn1l还与女性不孕症相关，其“环状”聚集在减数分裂II期卵母细胞中被发现。Pabpn1l还与人类的视觉轮廓整合能力有关，其基因多态性与个体感知连续轮廓的能力相关。Pabpn1l的研究有助于深入理解mRNA降解的机制，以及它在早期胚胎发育和生殖健康中的重要作用。