Tmx4-flox 基因敲除小鼠

基因Tmx4，也称为Thioredoxin-like Transmembrane 4，是蛋白二硫键异构酶（PDI）家族的一员。PDI家族的成员在真核细胞中起着至关重要的作用，特别是在内质网（ER）中。ER是细胞合成和成熟膜蛋白和分泌蛋白的地方。PDI家族的酶调节半胱氨酸残基之间共价键的形成、异构化和解离。这些酶确保了蛋白质的正确折叠，这对于获得功能性和可运输的结构至关重要，并且有助于缺陷基因产物的错误折叠蛋白跨ER膜进行ER相关降解（ERAD）[1]。

Tmx4是一种N-糖基化的I型膜蛋白，定位于ER。它包含一个单一的ER腔内硫氧还蛋白样结构域，与其它PDI成员相比，这个结构域在活细胞中主要处于氧化状态。与许多I型膜蛋白不同，Tmx4缺乏典型的C末端二赖氨酸回收信号，而是其细胞质尾端有一个保守的二精氨酸基序。突变Tmx4中的RQR序列到KQK会干扰蛋白的ER定位。此外，Tmx4的细胞质区域赋予报告蛋白ER定位，而KQK突变体则重新分配到细胞表面。这些特征表明Tmx4具有独特的功能性质[3]。

在肺癌的研究中，雌激素受体β（ERβ）被发现可以通过直接结合到宿主基因TMX4的5'启动子区域，从而增加环状RNA（circRNA）circ-TMX4的表达，促进非小细胞肺癌（NSCLC）细胞的侵袭。circ-TMX4随后可以海绵并抑制microRNA（miRNA）miR-622的表达，这会导致CXCR4信使RNA翻译的增加，通过减少miRNA与其3'非翻译区（3'UTR）的结合。在NSCLC细胞原位异种移植的小鼠模型中的预临床研究表明，体内数据与体外数据一致，并且人类NSCLC数据库分析和组织染色也证实了ERβ/miR-622/CXCR4信号通路与NSCLC进展的关联。这些发现表明，ERβ可以通过改变ERβ/circ-TMX4/miR-622/CXCR4信号通路来促进NSCLC细胞的侵袭，并且针对这一新的circ-TMX4/miR-622/CXCR4信号通路可能有助于找到新的治疗策略来更好地抑制NSCLC的进展[2]。

在静脉血栓形成的研究中，PDI家族成员在动脉血栓形成中起着重要作用，但在静脉血栓形成中的作用尚不清楚。通过基因修饰小鼠模型的研究发现，缺乏PDI家族成员，包括PDI、PDIp、ERp57、PDIr、ERp5、ERp27、ERp29、TMX4和ERdj5的小鼠，在IVC狭窄模型中没有表现出对静脉血栓形成的影响。然而，缺乏ERp18的小鼠与野生型小鼠相比，明显减少了静脉血栓形成。ERp18含有CGAC活性基序，当野生型或ERp18-KO小鼠接受rhERp18-WT或无活性的rhERp18突变（Mut）蛋白（其CGAC突变到SGAS）的注射时，rhERp18-Mut蛋白抑制了IVC狭窄模型中的静脉血栓形成，表明ERp18的作用依赖于其酶活性。通过酶联免疫吸附测定（ELISA）和免疫荧光染色，发现ERp18-KO小鼠血浆中的vWF水平在静脉血栓形成部位显著低于野生型小鼠。ERp18增强了静脉血栓形成的发展，并且其功能和酶活性以及vWF释放的调节都参与其中[4]。

在一项全外显子测序研究中，研究者试图在多例家庭中确定酒精使用障碍（AUD）的罕见变异。他们使用病例对照方法，利用大规模控制样本的测序数据（N = 8,983）与AUD（N = 53）的多例家庭进行比较。在53个AUD个体中，共搜索了18,666个蛋白编码基因，以确定超罕见的有害遗传变异。在筛选的基因中，包括CDSN、CHRNA9、IFT43、TLR6、SELENBP1和GMPPB在内的六个基因是超罕见的（MAF为0.0005），而包括ZNF514、OXGR1、DIEXF、TMX4、MTBP、PON2、CRHBP和ANKRD46在内的八个基因的MAF为0.001。此外，还发现了三个与功能丧失相关的蛋白质截断变异：AGTRAP、ANKRD46和PPA1。这些发现表明，超罕见的失功能基因在AUD病例中可能发挥作用，其中TMX4基因也被鉴定为潜在的候选基因[5]。

在鸡的遗传研究中，研究者使用全外显子测序分析了具有不同饲料转化率（FCR）的全同胞鸡。他们发现了PGM2、NOX4、TGFBR3和TMX4中的错义SNVs，以及TSNAX、ITA、HSP90B1和COL18A1中的同义SNVs与FCR相关。此外，PGM2、PHKG1、DGKZ和SOD2中全基因组显著SNVs的基因型分析也与FCR相关。在独立的数据集中，TMX4中SNV chr. 3: 13,990,160（c. 961G>C）被复制（p < 0.05）。这些发现有助于发现与FCR相关的因果变异，并有助于标记辅助选择[6]。

在黑色素瘤细胞系的研究中，研究者发现对ER应激诱导剂thapsigargin（THG）敏感的黑色素瘤细胞系MNT-1对PDIs的表达增加，而较不敏感的SK-MEL-30细胞系显示出较高的基础PDIs表达水平。在MNT-1细胞系中，随着药物浓度的增加，葡萄糖相关蛋白78（GRP78）、PDIA5、PDIA6和TMX3和TMX4的表达增加。这些结果表明，不同黑色素瘤细胞系对ER应激的响应不同，并突出了理解癌细胞多样性的重要性[7]。

综上所述，基因Tmx4是PDI家族的重要成员，在细胞内质网中发挥关键作用。Tmx4参与蛋白质的正确折叠和错误折叠蛋白的降解，对于维持细胞内蛋白质稳态至关重要。Tmx4还与肺癌、静脉血栓形成、酒精使用障碍和鸡的饲料转化率等生物学过程相关。进一步研究Tmx4的生物学功能和调控机制，有助于深入理解其在细胞生物学和疾病发生中的作用，并为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。