Rrad-flox 基因敲除小鼠

RRAD（Ras-related associated with diabetes）是一种属于Ras-related GTPase超家族的细胞质蛋白，主要在质膜上激活。RRAD在2型糖尿病患者中高表达，并且是充血性心力衰竭的生物标志物。越来越多的证据表明，RRAD对肿瘤细胞的进展和转移至关重要，在癌症和细胞类型中扮演着原癌基因或肿瘤抑制基因的双重角色。RRAD在各种通路中受到调节，通过调节肿瘤相关基因的表达并与多种下游效应物相互作用，在肿瘤细胞分裂、运动、凋亡和能量代谢等广泛的细胞活动中发挥作用。此外，RRAD在衰老中的作用可能有助于其在癌症中的角色。尽管RRAD具有双重特征，但靶向治疗已成为对抗癌症的潜在治疗策略。有关RRAD在特定癌症类型中的双重身份、调节和下游效应物的概述以及细胞内作用的讨论，为读者提供了有价值的见解，并为未来的机制研究提供了参考[1]。

RRAD（Ras-related associated with diabetes）是一种小型的Ras相关GTP酶，其启动子区域CpG岛的DNA甲基化在癌症组织中经常导致其失活。然而，甲基化诱导的RRAD失活在肿瘤发生中的作用尚不清楚。在一项研究中，通过比较T29H（一种Ras(V12)-转化的卵巢上皮细胞系）和T29（一种 immortalized但未转化的细胞系）的Ras调节的转录组和表观基因组，发现Ras(V12)-介导的致癌转化伴随着RRAD启动子的高甲基化和RRAD表达的相应丧失。此外，还发现卵巢癌与正常卵巢组织相比，RRAD启动子的高甲基化和转录减少。使用DNA甲基转移酶抑制剂5-aza-2'-deoxycytidine处理后，在T29H细胞中RRAD启动子发生去甲基化，RRAD表达得到恢复。此外，使用法尼基转移酶抑制剂FTI277处理后，RRAD表达得到恢复，并且DNA甲基转移酶的表达和活性在T29H细胞中得到抑制。通过在T29和T29H中分别使用敲低和过表达技术，发现RRAD通过抑制葡萄糖转运蛋白的表达来抑制葡萄糖摄取和乳酸产生。最后，在T29H细胞中过表达RRAD抑制了裸鼠的肿瘤形成，这表明RRAD是一种肿瘤抑制基因。这些结果表明，Ras(V12)-介导的致癌转化导致RRAD表观遗传失活，进而促进葡萄糖摄取并可能有助于卵巢癌的发生[2]。

RRAD在胃癌（GC）或结直肠癌（CRC）中的作用尚未得到研究。在一项研究中，通过使用31个癌细胞系（17个GC细胞系和14个CRC细胞系）、59个患者来源细胞（来自48个GC患者和11个CRC患者的PDCs）和84对匹配的原发癌组织和非肿瘤组织，来评估RRAD在体外和体内中的作用。发现RRAD在GC和CRC细胞系中频繁增加，而siRNA/shRNA介导的RRAD抑制在体外和体内都显著降低了肿瘤细胞增殖。RRAD抑制与化疗联合治疗产生协同作用。值得注意的是，PDCs中RRAD表达明显增加，而RRAD抑制抑制了PDC增殖。RRAD抑制还导致细胞侵袭减少，EMT标记的表达降低，以及血管生成和相关蛋白（包括VEGF和ANGP2）的水平降低。这项研究表明，RRAD可能是GC和CRC治疗的新的治疗靶点，特别是在有腹膜种植的患者中[3]。

鼻咽癌（NPC）在中国的南部地区是地方性疾病。在一项针对通过启动子高甲基化失活的基因的全基因组筛选中，确定了RRAD。来自NPC患者的活检组织中，83.3%（30/36）的RRAD表达下调。在74.3%（26/35）的原发性肿瘤中，RRAD发生异常甲基化，而在正常的鼻咽上皮中则没有。在NPC细胞系中，RRAD的异位表达抑制了细胞生长、集落形成和细胞迁移。这些结果表明，RRAD可能作为一种功能性肿瘤抑制基因，其表观遗传失活可能在NPC的发生发展中发挥重要作用[4]。

RRAD是Ras GTPase超家族的成员，在细胞增殖和分化等几种细胞功能中发挥作用。特别是，超家族作为NF-κB信号通路的抑制剂和钙调节剂，参与免疫反应途径。最近的一项转录组研究显示，与易感个体相比，rrad在抗病日本黄姑鱼（Paralichthys olivaceus）个体的脾脏中表达，这一结果也通过qPCR得到验证。因此，本研究旨在探讨rrad如何通过NF-κB途径调节抗菌免疫。首先，鉴定了P. olivaceus rrad的编码序列，该序列长度为1092 bp，编码364个氨基酸。基于系统发育和结构关系分析，P. olivaceus rrad似乎与硬骨鱼更密切相关。接下来，评估了抗病和易感个体在免疫相关组织中rrad表达差异，结果表明rrad优先在抗病个体的脾脏中表达。在Edwardsiella piscicida感染后，脾脏中rrad的表达发生了变化。在体外，通过共培养评估了抗病脾脏中rrad启动子的低甲基化水平，这与高mRNA表达一致。使用P. olivaceus鳃细胞系进行的siRNA介导的rrad敲低影响了许多rrad网络相关基因，例如dcp1b、amagt、rus1、rapgef1、ralbp1、plce1、rasal1、nckipsd、prkab2、cytbc-1、sh3等，以及一些炎症相关基因，如bal2和Il-1β。此外，流式细胞术分析显示，rrad过表达更可能诱导细胞凋亡，建立了rrad功能与其调节NF-κB途径潜在作用之间的联系。因此，当前研究为了解抗病和易感P. olivaceus个体之间rrad基因差异的免疫反应提供了一些见解。这项研究为鱼类rrad基因功能分析提供了分子基础，并可能为深入研究硬骨鱼细菌病抗性提供参考[5]。

乳头状甲状腺癌（PTC）是最常见的内分泌相关恶性肿瘤。尽管预后良好，但一些PTC患者可能会发展出更具侵袭性的疾病，导致生存率降低。核斑点装配转录本1（NEAT1）增强肿瘤发生；然而，NEAT1_2与PTC中糖酵解之间的关系尚未确定。通过定量逆转录聚合酶链反应和免疫细胞化学确定了NEAT1_2、KDM5B、RRAD和EHF的表达。采用体外和体内实验确定了NEAT1_2、KDM5B、RRAD和EHF对PTC糖酵解的影响。通过染色质免疫沉淀（ChIP）、RNA结合蛋白免疫沉淀、荧光素酶报告基因实验和免疫共沉淀分析了NEAT1_2、KDM5B、RRAD和EHF之间的结合能力。NEAT1_2的过表达与PTC中的糖酵解相关。NEAT1_2通过调节RRAD的表达来激活PTC中的糖酵解。NEAT1_2通过招募KDM5B介导H3K4me3修饰RRAD的启动子。RRAD进一步通过结合并调节转录因子EHF的亚细胞定位来负调节糖酵解。EHF可以激活NEAT1_2、己糖激酶2和丙酮酸激酶M2的转录，从而形成NEAT1_2/RRAD/EHF反馈回路。这项研究揭示了NEAT1_2/RRAD/EHF正反馈回路促进了PTC中的糖酵解，这可能会为PTC管理提供有意义的见解[6]。

作为一种致癌基因，SETD8可以促进肿瘤生长和肿瘤细胞增殖。这项研究旨在揭示SETD8与胰腺癌中铁死亡之间的关系及其在胰腺癌中的作用，为胰腺癌的全面治疗提供可能的新方向。通过RNA测序分析筛选下游靶点。蛋白质印迹、实时定量PCR（qPCR）和免疫组化显示了基因之间的关系。细胞增殖分析和细胞代谢分析揭示了基因的功能。染色质免疫沉淀（CHIP）实验用于研究分子机制。通过RNA测序分析筛选了SETD8的潜在下游靶点RRAD。通过蛋白质印迹、实时定量PCR（qPCR）和免疫组化发现，SETD8和RRAD之间存在负相关。通过细胞增殖分析和细胞代谢分析，发现RRAD不仅可以抑制癌细胞的增殖，还可以提高癌细胞的脂质过氧化水平。同时，通过染色质免疫沉淀分析（CHIP）探索了SETD8调节RRAD表达的分子机制。SETD8抑制了RRAD的表达。SETD8与RRAD启动子区域相互作用，表观遗传沉默RRAD的表达，从而降低胰腺癌细胞中脂质过氧化的水平，进而抑制了胰腺癌细胞中的铁死亡，导致胰腺癌的预后较差[7]。

肿瘤边缘作为侵袭前沿已被证明与口腔鳞状细胞癌（OSCC）的进展和转移密切相关。然而，肿瘤边缘的肿瘤细胞如何获得肿瘤进展所需的额外能量仍然未知。在一项研究中，使用空间代谢组学和空间转录组学来识别OSCC肿瘤边缘增强的能量代谢，并发现肿瘤细胞中Ras-related glycolysis inhibitor and calcium channel regulator（RRAD）的下调介导了这一过程。RRAD的缺失增强了葡萄糖的摄取和肿瘤细胞在体内和体外的恶性行为。机制上，RRAD的下调促进了Ca2+的内流并提高了其在细胞核中的浓度，导致CAMKIV-CREB1轴的激活，从而诱导葡萄糖转运蛋白GLUT3的转录。GLUT抑制剂-1作为一种GLUT3抑制剂，可以抑制由RRAD下调引起的这种剧烈的能量代谢和恶性行为。总的来说，这项研究表明，由RRAD介导的肿瘤边缘增强的能量代谢促进了OSCC的进展，并证明了GLUT3是OSCC未来治疗的潜在靶点[8]。

胰岛素受体（INSR）、胰岛素受体底物1（IRS1）和2（IRS2）、胰岛素诱导基因1（INSIG1）和2（INSIG2）、Ras-related associated with diabetes（RRAD）和脑特异性血管生成抑制因子1相关蛋白2（BAIAP2）基因的表达在ERN1功能丧失的胶质瘤U87细胞中的关联，以及内质网应激信号的作用，通过内质网到核-1（ERN1）介导，以及这些基因表达受缺氧和葡萄糖或谷氨酰胺剥夺的调控。通过qPCR研究了胶质瘤细胞系U87及其ERN1功能丧失的亚系中INSR、IRS1、IRS2、INSIG1、INSIG2、RRAD和BAIAP2基因的表达。将细胞暴露于3%氧气和5%二氧化碳以及葡萄糖或谷氨酰胺剥夺的环境中。胶质瘤细胞中ERN1信号酶功能的阻断导致INSR、INSIG2和IRS2基因表达增加，而BAIAP2和RRAD基因表达减少。缺氧影响INSR、IRS1、IRS2、INSIG1、INSIG2和BAIAP2基因的表达，其中INSIG2和IRS2基因的变化更为显著。此外，缺氧对这些基因表达的影响主要取决于ERN1酶的信号功能。数据还显示，葡萄糖或谷氨酰胺剥夺可能会改变所研究基因的表达，而ERN1酶功能的抑制通常会改变葡萄糖或谷氨酰胺剥夺的影响。这项研究的结果表明，U87胶质瘤细胞中INSR和相关胰岛素受体信号基因的表达依赖于ERN1酶的功能，表明其参与通过内质网应激调节代谢和增殖过程，这是肿瘤生长和代谢性疾病的重要组成部分。此外，缺氧和葡萄糖或谷氨酰胺剥夺主要受胰岛素受体和相关胰岛素信号基因表达的控制，这些基因主要通过ERN1酶信号发挥作用[9]。

胶质母细胞瘤（GBM）是一种极其侵袭性的脑癌，其中位生存期不到2年。GBM的特点是受体酪氨酸激酶的异常激活和STAT3的组成性激活。尽管EGFR磷酸化和STAT3激活对于维持GBM癌症干细胞至关重要，但介导STAT3激活的内体介导的分子机制尚未完全阐明。在当前的研究中，发现GTP结合蛋白RRAD（RAS associated with diabetes，RAD）与EGFR和EEA1物理结合，增强了EGFR的稳定性和内体相关核转位。功能上，RRAD有助于激活STAT3和干细胞因子OCT4、NANOG和SOX2的表达，从而增强自我更新能力、肿瘤球形成、EMT和在体内致瘤性。更重要的是，RRAD与GBM患者的较差生存率相关。RRAD表达与替莫唑胺耐药性相关，相反，RRAD的耗竭导致高替莫唑胺耐药性GBM细胞的敏感性。这些数据共同支持RRAD在STAT3激活中的新功能，并提供证据表明RRAD是EGFR信号通路的正调节因子。这些结果表明，RRAD在GBM肿瘤发生中发挥关键作用，并为开发RRAD的药理抑制剂在GBM中的应用提供了理论依据[10]。

综上所述，RRAD是一种在多种生物学过程中发挥重要作用的Ras相关GTPase，其功能涉及细胞分裂、运动、凋亡、能量代谢和衰老等。RRAD在癌症中的角色复杂，既可以作为原癌基因，也可以作为肿瘤抑制基因，这取决于癌症和细胞类型。RRAD的表观遗传调控和下游效应物的相互作用在癌症进展中起着关键作用。靶向治疗RRAD可能为癌症治疗提供新的策略。未来的研究可以进一步探索RRAD在不同癌症类型中的功能和调控机制，为开发新的癌症治疗方法提供更多有价值的见解。