Chtop-flox 基因敲除小鼠

Chtop，也称为Chromatin target of PRMT1，是一种多功能蛋白，在基因表达调控中发挥着重要作用。Chtop通过与蛋白质精氨酸甲基转移酶（PRMTs）的竞争性结合，调节精氨酸残基的甲基化，进而影响基因转录和mRNA的输出。Chtop与PRMT1的协同作用激活了某些基因组的转录，例如乳腺癌细胞中的雌激素诱导基因、胶质母细胞瘤发生中涉及的5-羟甲基胞嘧啶修饰基因，以及红白血病细胞中的Zbp-89依赖性基因。此外，Chtop还抑制胎儿γ-珠蛋白基因的表达。Chtop也是TREX复合物的一个组成部分，该复合物将转录延伸与mRNA输出联系起来。因此，Chtop的表达调控是某些基因组的表达和某些疾病的发病机制中的关键过程。最近的研究表明，Chtop的细胞水平通过涉及内含子保留和无义介导的mRNA降解的机制严格地进行自身调节[1]。

Chtop在基因特异性表达中发挥着重要作用，其表达调控机制也引起了研究者的关注。Chtop的表达通过内含子保留和无义介导的mRNA降解进行自身调节。Chtop通过结合其自身mRNA的内含子2，在剪接过程中保留内含子2；内含子2的5'端存在一个提前终止密码子，导致mRNA的无义介导降解。Chtop通过与Chtop mRNA的第二个外显子通过其精氨酸-甘氨酸富集（RG）结构域相互作用，以及通过与内含子2通过其N端（N1）结构域相互作用，从而保留内含子2。此外，hnRNP H以Chtop表达水平依赖的方式加速Chtop mRNA的内含子2剪接，表明Chtop和hnRNP H以拮抗的方式调节Chtop mRNA的内含子2保留。因此，该研究提供了一种新的分子机制，即通过内含子保留来持续调节mRNA和蛋白质水平[4]。

Chtop还与多种蛋白质相互作用，调节其功能和活性。Chtop的神经外显子调节其与Prmt1甲基转移酶和DExD-Box解旋酶Ddx39b/a的相互作用，影响其甲基化和活性，进而促进RNA输出。Chtop还参与多种生物学过程，包括细胞代谢和炎症反应。在微胶质细胞的炎症反应中，LPS刺激诱导了Chtop的表达。敲低Chtop在微胶质细胞中降低了促炎细胞因子的表达。此外，Chtop敲低改变了细胞代谢，上调基因富集在细胞代谢相关途径中，基于非靶向代谢组学分析，代谢物谱发生了显著改变。机制上，Chtop可以直接结合炎症和细胞代谢相关基因的调节元件，调节它们的转录。此外，敲低Chtop在体外增加了神经元的存活率，并减轻了全身LPS处理小鼠模型中的微胶质细胞介导的神经炎症。这些数据揭示了Chtop作为促进微胶质细胞介导的神经炎症的新型调节因子，通过协调调节炎症和细胞代谢相关基因的转录[2]。

Chtop在多种疾病中发挥着重要作用，包括卵巢癌和胶质母细胞瘤。Chtop在卵巢癌组织中高表达，与卵巢癌患者的预后不良相关。Chtop的敲低显著降低了卵巢癌细胞系的迁移和侵袭能力，并使卵巢癌细胞系对顺铂治疗敏感。此外，Chtop的沉默还显著减弱了卵巢癌细胞系的干细胞特性。这些发现表明Chtop在卵巢癌的恶性表型中发挥着重要作用，包括转移、化疗耐药性和干细胞特性，突出了Chtop在卵巢癌靶向治疗中的潜在作用[3]。在胶质母细胞瘤发生中，Chtop与5-羟甲基胞嘧啶（5hmC）结合，并参与PRMT1介导的组蛋白H4R3的甲基化，从而激活癌症相关基因的转录。Chtop和PRMT1对于这些基因的表达和胶质母细胞瘤细胞的致瘤性是必不可少的。这些结果表明5hmC通过招募Chtop-甲基化酶复合物在染色体上的选择性位点，促进H4R3的甲基化和癌症相关基因的转录，在胶质母细胞瘤发生中发挥着重要作用[5]。

综上所述，Chtop是一种多功能蛋白，在基因表达调控中发挥着重要作用。Chtop通过与PRMTs的竞争性结合，调节精氨酸残基的甲基化，进而影响基因转录和mRNA的输出。Chtop在多种生物学过程中发挥作用，包括细胞代谢、炎症反应和癌症发生。Chtop的表达调控机制和功能研究对于深入理解基因表达调控和疾病发生机制具有重要意义。