Serbp1-flox 基因敲除小鼠

SERBP1，全称为Serpine1 mRNA-binding protein 1，是一种具有多种功能的RNA结合蛋白。SERBP1的蛋白质序列中包含大量的内源性无序区域（IDRs），这些区域使其能够与多种分子复合物相互作用，从而在细胞内发挥动态调节作用。SERBP1的这些特性促进了液-液相分离（LLPS）和膜无器官的形成，如应激颗粒和核仁。IDR-RBPs在神经系统中尤为重要，其功能障碍与神经退行性疾病和脑肿瘤的发生发展密切相关。

SERBP1在多种细胞过程中发挥着关键作用。例如，它参与调节剪接、细胞分裂和核糖体生物合成。在剪接过程中，SERBP1与G-四链体（G4）结合蛋白相互作用，这些蛋白在不同阶段的基因表达中发挥作用。此外，SERBP1还与PARP1/polyADP-ribosylation（PARylation）密切相关。SERBP1与PARP1及其相关因子相互作用，影响PARylation。此外，SERBP1参与的蛋白质复合物中主要包含PARylated蛋白和PAR结合蛋白。基于这些结果，研究者提出了一个反馈调节模型，即SERBP1影响PARP1功能和PARylation，而PARylation调节SERBP1的功能及其在调节复合物中的作用[1]。

SERBP1在肿瘤发生发展中起着重要作用。研究发现，SERBP1在多种癌症中发挥重要调控作用，但其是否通过转录组水平的基因表达调节显著影响肿瘤发生发展尚不清楚。一项研究表明，SERBP1过表达可诱导HeLa细胞凋亡。SERBP1过表达导致的下调基因在细胞增殖和凋亡通路中富集，包括FOS、FOSB、PAK6和RAB26。此外，SERBP1调节的替代剪接基因在转录调控和丙酮酸和脂肪酸代谢过程中富集，这些过程对肿瘤发生发展至关重要。这项研究首次揭示了SERBP1在HeLa细胞中的细胞功能和分子靶点，为探索SERBP1在癌症发生和发展中的作用和调节机制提供了重要信息[2]。

SERBP1还参与miRNA介导的基因沉默。Argonaute2（Ago2）是RNA诱导沉默复合物（RISC）的关键组成部分，通过小非编码RNA分子（如siRNA和miRNA）在沉默机制中发挥核心作用。SERBP1被鉴定为Ago2的相互作用蛋白，参与miRNA介导的基因沉默。研究发现，SERBP1沉默可调节神经元细胞中KCC2的表达。SERBP1和Ago2/miR-92复合物均结合到KCC2的3'非翻译区（UTR）。此外，SERBP1沉默可减轻miR-92对KCC2 3'UTR的抑制作用。这些发现扩展了我们对miR-92介导的神经元细胞中KCC2翻译调节的认识，并突出了SERBP1作为这一基因调控的关键组分[3]。

SERBP1还与核糖体相关。研究发现，SERBP1是哺乳动物细胞质核糖体的一种相关蛋白。SERBP1基因的翻译产物，包括最长异构体，被发现定位于核仁和细胞质中。亚细胞分级结果表明，细胞质中大部分SERBP1分子可被超速离心沉淀。蛋白质组学分析在啮齿动物睾丸的细胞质核糖体中鉴定到SERBP1。多聚核糖体分析表明，SERBP1作为小40S亚基的组分，包括在翻译核糖体（多聚核糖体）中。SERBP1与40S亚基的共沉淀在核糖体亚基解离后观察到。SERBP1还包含在人癌细胞中的核糖体中，这可能有助于阐明SERBP1与肿瘤进展之间新兴联系的机制。在哺乳动物细胞中，其遗传程序的最终蛋白质输出不仅由转录控制决定，还由转录后事件的调节决定。尽管mRNA结合蛋白和细胞质核糖体长期以来被认为是转录后调节的中心参与者，但它们的物理和功能相互作用仍然远未完全理解。这项研究描述了SERBP1的细胞内定位，以及SERBP1作为正常和癌细胞中活跃翻译核糖体的组分，为SERBP1在翻译基因调节和肿瘤进展中的作用提供了新的见解[4]。

SERBP1还参与DNA损伤修复。DNA双链断裂（DSBs）是最严重的DNA损伤类型，主要在G1和S/G2期通过非同源末端连接（NHEJ）和同源重组（HR）进行修复。尽管CtBP相互作用蛋白（CtIP）在DSB后HR过程中DNA末端切除中至关重要，但关于CtIP水平如何在S期特异性增加的研究尚少。研究发现，SERBP1在S期通过翻译水平调节CtIP表达。在顺铂介导的DNA DSBs的响应中，SERBP1耗尽的细胞中HR激活的标志CHK1和RPA2磷酸化被消除。研究者使用RNA免疫沉淀偶联RNA测序鉴定了CtIP mRNA为SERBP1的绑定靶点，并证实SERBP1在S期与CtIP mRNA结合。SERBP1耗尽导致S期多聚核糖体相关的CtIP mRNA减少，并伴随CtIP表达的丧失。这些效应通过用野生型SERBP1重新组成细胞得到逆转，而通过SERBP1 ΔRGG（一种RNA结合缺陷突变体）的重新组成则未得到逆转，这表明SERBP1通过其与CtIP mRNA的结合调节CtIP的翻译。这些结果表明，SERBP1通过调节S期CtIP的翻译影响HR介导的DNA修复，以响应DNA DSBs[5]。

SERBP1还与LRH1转录复合物相关。LRH1是一种孤儿核受体，已被证明在参与癌症相关通路的转录调节中发挥作用。阐明LRH1转录复合物的成分，以更好地理解受体的内源性调节及其在癌症中的作用，仍然是研究的高优先事项。一项研究采用亚细胞富集策略和蛋白质组学方法来鉴定LRH1的协同调节因子。核分级方案对于通过质谱（MS）检测LRH1肽至关重要，大多数肽在不可溶组分（受体结合DNA）中被观察到。SERBP1和ILF3通过Western印迹和MS/MS分析被鉴定为LRH1的相互作用伙伴。siRNA介导的受体敲低导致SERBP1表达增加，而ILF3表达保持不变。相反，受体过表达仅降低了SERBP1 mRNA水平。与这些数据一致的是，在启动子报告基因检测中，LRH1与SERBP1启动子区域的结合导致报告基因表达水平降低，进而抑制转录。鉴于受体在癌症进展中的作用，这项研究阐明了LRH1信号传导中涉及的额外转录机制，并可能为治疗开发提供新的靶点[6]。

SERBP1的基因多态性还与缺血性卒中的风险相关。SERBP1基因是SERPINE1 mRNA稳定性和孕酮信号传导的已知调节因子。然而，SERBP1的分子伴侣样特性最近被发现。一项研究调查了SERBP1单核苷酸多态性（SNPs）是否与缺血性卒中的风险和临床表现相关。研究者对2060名无关联的俄罗斯受试者（869名缺血性卒中患者和1191名健康对照者）的DNA样本进行基因分型，检测了5个常见的SNPs-rs4655707、rs1058074、rs12561767、rs12566098和rs6702742 SERBP1。研究者发现，无论性别或体力活动水平如何，SNP rs12566098与缺血性卒中风险增加相关（风险等位基因C；p = 0.001），并且受到吸烟、水果和蔬菜摄入以及体质指数的影响。SNP rs1058074（风险等位基因C）仅与女性（p = 0.02）、非吸烟者（p = 0.003）、低体力活动者（p = 0.04）、低水果和蔬菜摄入者（p = 0.04）以及体质指数≥25者（p = 0.007）的缺血性卒中风险增加相关。SNPs rs1058074（p = 0.04）、rs12561767（p = 0.01）、rs12566098（p = 0.02）、rs6702742（p = 0.036）和rs4655707（p = 0.04）与活化部分凝血活酶时间缩短相关。因此，SERBP1 SNPs代表缺血性卒中的新遗传标记。需要进一步研究以确认SERBP1基因多态性与缺血性卒中风险之间的关系[7]。

circ_0046600通过上调SERBP1促进肝细胞癌（HCC）进展。circ_0046600被报道可促进HCC细胞迁移能力。然而，circ_0046600在HCC中的作用和机制尚不清楚。研究发现，circ_0046600在HCC组织和细胞中高表达。circ_0046600沉默可损害HCC细胞的生长和转移，并抑制HCC肿瘤的生长。机制上，circ_0046600可通过竞争性靶向miR-1258来防止其靶基因SERBP1的降解。挽救实验表明，miR-1258抑制可逆转circ_0046600沉默对HCC细胞的抑制作用。此外，miR-1258的过表达可抑制HCC细胞的生长和转移，而SERBP1的上调则消除了这种作用。circ_0046600被包装到外泌体中，并可从HCC细胞中释放出来。circ_0046600通过上调SERBP1促进HCC进展，并通过竞争性结合miR-1258；此外，circ_0046600可包装到外泌体中，并可从HCC细胞中释放出来[8]。

SERBP1还与长非编码RNA（lncRNA）SNHG8相关。SNHG8是一种lncRNA，在多种癌症细胞系中过表达。其沉默可抑制动物模型中的肿瘤生长。SNHG8可以作为某些miRNA的分子海绵，调节其靶基因。miR-634/ZBTB20、miR-335-5p/PYGO2、miR588/ATG7、miR-152/c-MET、miR-1270/BACH1、miR-491/PDGFRA、miR-512-5p/TRIM28、miR-149-5p/PPM1F、miR-542-3p/CCND1/CDK6、miR-656-3p/SERBP1、miR-656-3p/SATB1、miR-1270/S100A11和miR-384/HOXB7等分子轴受到SNHG8的调节，涉及癌症的发病机制。此外，SNHG8还可通过调节SNHG8/miR-384/Hoxa13/FAM3A和miR-335/RASA1等分子轴以及NF-κB信号通路影响动脉粥样硬化、慢性脑缺血、急性痛风性关节炎、缺血性卒中和心肌梗死的发病机制。这项综述旨在总结SNHG8在多种人类疾病中的作用[9]。

SERBP1与另一种调节蛋白HABP4具有相似性。HABP4是一种57 kDa抗原，被Ki-1抗体识别，也称为细胞内透明质酸结合蛋白4，与SERBP1具有40.7%的同一性和67.4%的相似性，这表明它们可能是同源蛋白，可能在人类细胞中具有相似或冗余的功能。通过鉴定它们的蛋白质互作组，这两种调节蛋白在转录调节、mRNA代谢（特别是RNA剪接）、mRNA稳定性调节（特别是在孕酮激素反应的背景下）和DNA损伤反应中发挥功能性作用。这两种蛋白质还表现出复杂的翻译后修饰模式，包括Ser/Thr磷酸化、精氨酸甲基化和SUMOylation，这表明它们的功能和定位受到高度调节。此外，它们表现出高度动态的细胞定位模式，定位于细胞质和细胞核以及应激颗粒和核剪接斑点中的点状定位。文献中的一些报道表明，这两种调节蛋白在一系列癌症中的表达发生改变，以及它们基因的突变可能有助于肿瘤发生。这项综述强调了这两种调节蛋白的结构、互作组、翻译后修饰、亚细胞定位和功能的重要方面，并进一步讨论了它们可能的生物学功能和它们作为不同癌症环境中肿瘤标志物的潜在可能性[10]。

综上所述，SERBP1是一种具有多种功能的RNA结合蛋白，参与调节剪接、细胞分裂、核糖体生物合成、DNA损伤修复、肿瘤发生发展和缺血性卒中风险等方面。SERBP1在多种细胞过程中发挥着关键作用，为疾病的治疗和预防提供了新的思路和策略。