Lrp3-flox 基因敲除小鼠

LRP3，也称为低密度脂蛋白受体相关蛋白3，是低密度脂蛋白受体（LDLR）家族的一个新成员。LRP3是一种770个氨基酸的I型跨膜蛋白，具有一个信号序列、两个富含异亮氨酸/亮氨酸/缬氨酸的区域、一个RGD序列、两个配体结合重复区域、一个跨膜区域和一个富含脯氨酸的细胞质区域，其中包含一个基于酪氨酸的内吞信号。LRP3在骨骼肌和卵巢中表达最高，在多种人体组织中都有表达。尽管具有配体结合重复序列，但转染LRP3的CHO细胞并不能结合β迁移的极低密度脂蛋白或受体相关蛋白。LRP3的基因定位于19号染色体上的19q12-q13.2区域。LRP3在细胞内吞作用和信号转导中发挥重要作用，近年来发现其在多种生物学过程中扮演着重要的角色。

高胆固醇饮食小鼠的软骨中LRP3的表达显著降低，LRP3的缺乏会加剧软骨的退化。LRP3在软骨细胞中表达上调可以抑制前交叉韧带切断引起的骨关节炎进展，而LRP3敲除则会促进骨关节炎的进展。LRP3的敲低通过激活Ras信号通路上调Syndecan-4的表达，Syndecan-4是LRP3在骨关节炎发病机制中的下游分子靶点。这些发现表明胆固醇-LRP3- Syndecan-4轴在骨关节炎发展中起着关键作用，LRP3基因治疗可能为骨关节炎治疗提供一种新的治疗方案[1]。

LRP3的表达受ApoER2/reelin信号通路的调节。在阿尔茨海默病（AD）相关病理学中，LRP3的mRNA和蛋白水平低于中年人群。LRP3转染在CHO-PS70细胞中诱导全长APP和APP-CTF水平的降低，特别是膜部分。在细胞上清液中，来自淀粉样蛋白生成（sAPPα）或非淀粉样蛋白生成（sAPPβ）途径的APP片段以及Aβ肽的水平与模拟转染细胞相比急剧降低。溶酶体/自噬功能的抑制剂氯喹显著增加了全长APP、APP-CTF和sAPPα的水平。ApoER2/reelin信号通路调节LRP3的表达，LRP3在调节APP水平中发挥作用[2]。

LRP3在调节成骨细胞和脂肪细胞的分化中发挥重要作用。在高度成骨的hBMSC克隆imCL1中，LRP3的表达水平显著高于低度成骨的克隆imCL2，并且在imCL1克隆的成骨诱导过程中，LRP3的表达水平显著上调。功能性和基因表达分析表明，LRP3作为分子开关，促进hBMSC谱系分化成成骨细胞，抑制分化成脂肪细胞。有趣的是，miRNA表达分析发现，与imCL2相比，miR-4739在imCL1中的表达显著下调（-36.11倍）。TargetScan预测算法结合功能性和生化分析，确定了LRP3 mRNA是miR-4739的一个新靶点，在LRP3的3' UTR中有一个miR-4739的潜在结合位点。通过qRT-PCR、蛋白质印迹和荧光素酶分析证实了miR-4739对LRP3表达的调节作用。miR-4739的过表达模拟了LRP3敲低对促进脂肪生成和抑制成骨细胞分化的影响。因此，LRP3/hsa-miR-4739轴在调节hBMSCs的成骨和脂肪生成分化平衡中发挥着新的生物学作用。这些数据支持了基于miRNA的治疗在再生医学中的潜在应用[3]。

LRP3在多种疾病中发挥重要作用，包括骨关节炎、阿尔茨海默病和骨分化。LRP3在骨关节炎发展中起着关键作用，LRP3基因治疗可能为骨关节炎治疗提供一种新的治疗方案。LRP3在调节APP水平中发挥作用，LRP3的降低可能与AD相关。LRP3作为分子开关，促进hBMSC谱系分化成成骨细胞，抑制分化成脂肪细胞。LRP3/hsa-miR-4739轴在调节hBMSCs的成骨和脂肪生成分化平衡中发挥着新的生物学作用。这些研究结果为LRP3在疾病发生和生物学过程中的作用提供了新的见解，并为LRP3作为治疗靶点的研究和应用提供了理论基础。