Prickle3-flox 基因敲除小鼠

Prickle3，也称为Pk3，是一种在多种组织中维持细胞极性的关键蛋白。它属于原癌基因家族，与果蝇中的Prickle基因同源。Prickle3在脊椎动物胚胎发育过程中发挥着重要作用，特别是在细胞极性和纤毛形成方面。Prickle3在许多上皮组织中维持平面细胞极性（PCP），并参与调控纤毛发育。在Xenopus gastrocoel roof plate (GRP) 细胞中，Prickle3富集于基体，并由Vangl2招募到前细胞边界。Prickle3功能的干扰会破坏GRP细胞中内源性Vangl2的前极化以及纤毛的后定位，表明其在PCP中的作用。在Prickle3活性降低的细胞中，纤毛生长受到抑制，γ-微管蛋白和Nedd1不再与基体相关联，这表明Prickle3在基体组织中具有新的功能。机制上，Prickle3的功能可能涉及Wilms瘤蛋白1相互作用蛋白（Wtip），Wtip与Prickle3物理相关并协同调节纤毛形成[1]。

Leber遗传性视神经病变（LHON）是最常见的原发性线粒体DNA（DNA）疾病，是一种母系遗传性疾病。在大多数研究中，男性患者多于女性患者，这与线粒体遗传疾病的通常模式相矛盾。这表明核DNA（nDNA）可能影响LHON中视网膜神经节细胞（RGC）的变性。LHON的主要原因是电子传递链中复合物I的功能障碍，导致ATP产生无效。除了MT-ND4或MT-ND1突变外，来自nDNA的基因，如PRICKLE3、YARS2和DNAJC30，也在LHON中发挥作用。这三个基因以不同的方式影响电子链传递。PRICKLE3在Xp11.23处与ATP合酶（复合物V）相互作用，而YARS2是一种酪氨酰-tRNA合成酶2，参与线粒体。DNAJC30突变导致常染色体隐性LHON（arLHON）。理解基因如何影响疾病对于开发新的治疗方法至关重要。Idebenone已被批准用于治疗LHON，并在临床试验中显示出安全性和有效性。间充质干细胞治疗也已出现，通过将线粒体转移到目标细胞中来治疗LHON。基因治疗研究集中在特定的基因突变上，野生型ND4基因靶点在腺相关病毒（AAV）载体中的临床实验中已显示出作为LHON潜在治疗的希望[2]。

化疗耐药是影响小细胞肺癌（SCLC）患者生存的常见因素。SCLC患者的化疗耐药通常分为原发性和获得性耐药，每种耐药性都由不同的机制控制，这些机制尚未得到充分研究。在一项研究中，研究人员对17名患者在联合依托泊苷和铂治疗前后获得的周围血液血浆进行了转录组筛选。他们首先使用xCell和ESTIMATE进行伪单细胞分析，并确定了差异表达基因（DEGs），然后进行网络分析以发现与化疗耐药相关的关键枢纽基因。分析表明，在两种化疗耐药模式中，类切换记忆B细胞评分均显著增加，表明它们在介导耐药性中可能具有潜在的关键作用。此外，网络分析确定了PRICKLE3、TNFSF10、ACSL1和EP300作为原发性耐药的潜在贡献者，而SNW1、SENP2和SMNDC1则作为获得性耐药的显著因素，为SCLC中的化疗耐药提供了宝贵的见解[3]。

膀胱癌（BLCA）的预后和对免疫检查点抑制剂（ICIs）的反应受多种因素影响。现有用于预测免疫治疗反应的生物标志物不能准确预测BLCA患者对ICIs的反应。为了进一步准确地分层患者的ICIs反应并识别潜在的新的预测生物标志物，研究人员使用了已知的T细胞耗竭（TEX）相关的特定途径，包括肿瘤坏死因子（TNF）、白细胞介素（IL）-2、干扰素（IFN）-γ和T细胞细胞毒途径，并结合加权相关网络分析（WGCNA）来详细分析BLCA中的TEX特征，并构建了一个TEX模型。该模型包括28个基因，可以稳健地预测BLCA的生存和免疫治疗效果。该模型可以将BLCA分为两组，TEX高和TEX低，两组的预后、临床特征和对ICIs的反应性显著不同。关键特征基因，如潜在生物标志物CHMP4C、SH2结构域包含2A（SH2D2A）、Prickle平面细胞极性蛋白3（PRICKLE3）和锌指蛋白165（ZNF165），已在BLCA临床样本中通过实时定量PCR（qPCR）和免疫组化（IHC）得到验证。研究结果表明，TEX模型可以作为预测ICIs反应的生物标志物，而TEX模型中的相关分子可能为BLCA免疫治疗提供新的潜在靶点[4]。

在牙齿发育过程中，牙乳头细胞分化为具有极化形态和细胞功能的成牙本质细胞。在牙乳头细胞极化形成中，C-Jun氨基末端激酶（JNK）途径的激活至关重要。研究表明，JNK抑制剂SP600125延迟了牙胚的发育，并降低了小鼠牙乳头细胞（mDPCs）的极化、迁移和分化。进一步筛选了在牙乳头发育和mDPCs或A11分化过程中上调的极性相关基因。发现Prickle3、Golga2、Golga5和RhoA均上调，这与JNK信号通路的激活一致。此外，组成型活性RhoA突变体（RhoA Q63L）部分挽救了SP600125对mDPCs分化和平极化形成的抑制。总之，该研究表明JNK信号通路的激活在牙乳头细胞极化形成中起着积极的作用[5]。

综上所述，Prickle3是一种在多种生物学过程中发挥重要作用的基因，包括细胞极性、纤毛形成、视神经病变、化疗耐药、免疫治疗和牙齿发育。Prickle3在维持细胞极性和纤毛形成中发挥重要作用，其功能的干扰会导致细胞极性和纤毛发育的异常。Prickle3还与LHON、SCLC和BLCA等多种疾病相关，其表达水平和功能状态可能影响这些疾病的发生和发展。此外，Prickle3在牙齿发育中也发挥着重要作用，其表达上调和功能激活与牙乳头细胞的极化形成密切相关。因此，深入研究Prickle3的生物学功能和调控机制，有助于理解其参与的生物学过程和疾病发生机制，为相关疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。