Vti1b-flox 基因敲除小鼠

Vti1b，全称为vesicle transport through interaction with t-SNAREs homolog 1B，是一种SNARE蛋白，属于SNARE家族。SNARE蛋白在细胞内膜运输和融合过程中发挥关键作用，通过特定的SNARE结构域参与驱动膜融合。Vti1b在哺乳动物中，与Vti1a基因一同被报道，这两个基因在调节内吞体-溶酶体运输和逆向运输到高尔基体方面具有不同的作用。尽管在某些方面存在独特性，但在神经分泌细胞中，这两个基因在很大程度上具有冗余功能，并回收对受控货物分类到高尔基体所必需的分子。这种回收的缺陷也会导致突触传递和致密核心囊泡分泌的缺陷[2]。

Vti1b在炎症性疼痛中发挥重要作用。研究表明，Vti1b蛋白在炎症期间促进瞬时受体电位离子通道香草酸1（TRPV1）的致敏，而TRPV1的致敏是炎症性疼痛的关键过程。在细胞培养中，Vti1b蛋白的病毒介导的敲低可以减轻炎症性疼痛期间的热痛觉过敏，而不影响机械痛觉过敏或辣椒素诱导的痛觉过敏。有趣的是，TRPV1和Vti1b在细胞中紧密相邻，并且可能直接或间接地相互结合。此外，使用基于质谱的定量互作组学方法发现，与对照相比，在炎症条件下，Vti1b在TRPV1蛋白复合物中的含量较低。同时，还鉴定出了背根神经节中TRPV1的许多新的和与疼痛状态相关的结合伙伴。这些数据代表了TRPV1互作组动力学的一个独特资源，并有助于深入了解TRPV1的调节机制[1]。

Vti1b在细胞内的功能并不仅限于内吞体-溶酶体运输。研究发现，Vti1b的缺失导致了一种特定的SNARE伙伴-syntaxin 8的丢失。Syntaxin 8是SNARE复合物的一部分，该复合物对于融合晚期内体至关重要。然而，Vti1b的缺失并没有导致Syntaxin 7和Endobrevin的量发生改变。这些数据表明，Vti1b是Syntaxin 8稳定性的特定要求。Vti1b缺失的小鼠在体内是可存活和可育的，大多数Vti1b缺失的小鼠与野生型小鼠没有区别，并且在向溶酶体的运输中没有缺陷。然而，20%的Vti1b缺失小鼠较小，一些较小Vti1b缺失小鼠的肝细胞中内吞蛋白的溶酶体降解略有延迟。一些较小Vti1b缺失小鼠的肝细胞中多泡体和自噬泡积累，这表明其他SNAREs可以补偿Syntaxin 8的减少和Vti1b的缺失，尽管Vti1b与其最近亲属只有30%的氨基酸同源性[3]。

除了在细胞内的运输和融合过程中发挥作用外，Vti1b还参与了细胞自噬和细胞凋亡等过程。研究表明，STX6（Syntaxin 6）被招募到针对GAS的自噬体上，并与VTI1B和VAMP3形成复合物，以调节GcAV和REs之间的融合，这对于自噬至关重要。STX6通过其酪氨酸基排序基序和跨膜结构域靶向GcAV膜，并通过其H2 SNARE结构域定位于GcAV上TFRC阳性的点状结构。敲低和敲除实验表明，STX6对于GcAVs和REs之间的融合是必需的，以促进通过自噬清除细胞内的GAS。此外，VAMP3和VTI1B与STX6相互作用，并定位于GcAV上TFRC阳性的点状结构，并且也参与RE-GcAV融合。此外，RABGEF1的敲除会损害RE-GcAV融合和STX6-VAMP3相互作用。这些发现表明，RABGEF1通过STX6-VAMP3-VTI1B复合物介导RE与GcAVs的融合，并揭示了细菌感染后自噬体形成过程中涉及的SNARE动力学[4]。

Vti1b还参与了细胞因子的分泌过程。研究发现，在细菌细胞壁成分脂多糖刺激下，SNARE蛋白参与囊泡对接和融合的基因和蛋白表达都会被调节。特别是，Vti1b和Syntaxin 6在激活的巨噬细胞中被上调，并且与细胞因子分泌的增加相一致。Vti1b和Syntaxin 6在巨噬细胞中定位于细胞内膜上，存在于分离的高尔基体膜上，并且存在于体外由高尔基体衍生的TNFα囊泡上。通过免疫沉淀，发现Vti1b和Syntaxin 6相互作用，形成一种新的细胞内Q-SNARE复合物。功能研究表明，Vti1b和Syntaxin 6在TNFα的转运和分泌中发挥作用，并具有速率限制作用。这项研究展示了巨噬细胞如何通过一种新的高尔基体相关SNARE复合物来适应其增加细胞因子分泌的需求[5]。

Vti1b在免疫系统中也发挥重要作用。研究发现，在抗原特异性激活的CTL中，Vti1b和Vamp8的mRNA表达增加。因此，研究者们研究了Vti1b和Vamp8敲除小鼠的CTL的细胞毒性活性。在抗原特异性刺激的第3天和第4天，Vti1b和Vamp8敲除小鼠的CTL的脱颗粒显著减少，如通过细胞表面脱颗粒标记CD107a的表达所确定的。在抗原特异性刺激的第3天，Vti1b和Vamp8缺陷的CTL的细胞毒性活性与杂合子对照组相比降低到大约50%。然而，在刺激后第4天，Vti1b和Vamp8缺陷的CTL的细胞毒性活性没有受损。Vti1b和Vamp8缺陷的树突状细胞处理抗原并刺激CTL增殖的能力没有降低，这表明对CTL的激活没有间接影响。这些发现表明，SNARE蛋白Vti1b和Vesicle-associated membrane protein 8参与了CTL的脱颗粒，然而，这种缺陷可以被补偿，并且仅在CTL发展为武装效应细胞的过程中暂时影响其细胞毒性活性[6]。

Vti1b还在神经系统中发挥重要作用。研究表明，与正常对照组相比，在阿尔茨海默病患者血浆中，一些常见血浆蛋白的观察频率和/或前体强度增加，包括补体C2、C7、C1QBP等。细胞基因符号，包括KIF12、DISC1、OR8B12、ZC3H12A、TNF、TBC1D8B、GALNT3、EME2、CD1B、BAG1、CPSF2、MMP15、DNAJC2、PHACTR4、OR8B3、GCK、EXOSC7、HMGA1和NT5C3A等，从其胰蛋白酶肽中显示出大的卡方值（χ2≥25，p≤0.001）。同样，从MOK、SMIM19、NXNL1、SLC24A2、Nbla10317、AHRR、C10orf90、MAEA、SRSF8、TBATA、TNIK、UBE2G1、PDE4C、PCGF2、KIR3DP1、TJP2、CPNE8和NGF等中观察到了胰蛋白酶磷酸化肽的增加。STRING分析显示，细胞质蛋白和与替代剪接、内腔蛋白的胞吐、细胞周期调节、线粒体功能或代谢和细胞凋亡相关的蛋白有所增加。与阿尔茨海默病相关的蛋白质，包括神经生长因子（NGF）、鞘磷脂磷酸二酯酶、精神分裂症相关基因1（DISC1）、视网膜色素变性的细胞死亡调节因子（NXNl1）和细胞死亡调节因子ZC3H12A，在阿尔茨海默病患者的血浆中显示出比匹配对照组高得多的观察频率。与在阿尔茨海默病患者大脑中已知突变的或失调的蛋白质与在阿尔茨海默病患者血浆中观察到的蛋白质之间有惊人的吻合，包括NBN、BAG1、NOX1、PDCD5、SGK3、UBE2G1、SMPD3、与突触功能相关的神经元蛋白KSYTL4、VTI1B和TBATA等[7]。

Vti1b在血液吸食性蜱的唾液腺中也发挥重要作用。研究发现，在未喂食的蜱唾液腺中，vti1a和vti1b基因的转录表达最高，表明在开始吸血之前，囊泡的形成增加，但在开始吸血后，囊泡的形成以低速率继续。Vti1A和Vti1B定位于未喂食蜱唾液腺的分泌囊泡中。通过RNA干扰下调vti1a和vti1b导致在宿主上长时间吸血期间，与对照相比，饱腹蜱的重量显著减少。vti1a或vti1b的RNA干扰损害了产卵，并且没有产生卵块。值得注意的是，双重敲低并没有产生强烈的表型，并且蜱在宿主上正常吸血并产生卵块，这表明在分泌系统中可能存在一种补偿机制，在双重敲低中已被激活。这些结果表明，Vti家族的SNARE蛋白在蜱吸血和最终产卵中发挥着重要的功能作用。了解Vti家族SNARE蛋白在唾液腺中的基本功能可能有助于找到更好的方法来防止蜱的附着和蜱传播疾病的传播[8]。

Vti1b还与宿主对肺结核的易感性有关。研究发现，VAMP8基因中的rs1010 SNP与肺结核的易感性增加相关。然而，VTI1B基因中的rs15493 SNP对肺结核的易感性没有影响。这项研究结果表明，VAMP8基因的rs1010基因型可以作为预后生物标志物，用于预测中国汉族人群中Mtb感染后PTB疾病发展的风险[9]。

Vti1b在骨骼肌成纤维细胞发育中也发挥作用。研究发现，MAMSTR转录因子与1506个峰值相关，这些峰值被注释为962个不同的基因。大多数这些基因涉及转录调控、代谢途径和细胞发育和分化，如AMPK信号通路、TGF-β信号通路、转录共激活因子活性、转录共激活因子结合、脂肪细胞因子信号通路、脂肪消化和吸收、骨骼肌纤维发育和骨骼肌细胞分化。最后，通过功能标记和分析筛选并验证了PID1、VTI1B、PRKAG1、ACSS2和SLC28A3的表达水平和转录活性。总的来说，这项研究增加了我们对MAMSTR在骨骼肌成纤维细胞发育过程中调节机制的了解，并为分析肌肉发育机制提供了参考[10]。

综上所述，Vti1b是一种重要的SNARE蛋白，参与细胞内的运输和融合过程，并参与多种生物学过程，包括炎症性疼痛、细胞自噬、细胞凋亡、细胞因子的分泌、免疫系统功能和神经系统功能。Vti1b的研究有助于深入理解细胞内运输和融合的机制，并为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。