Dusp26-flox 基因敲除小鼠

Dusp26（Dual-Specificity Phosphatase 26）是一种双特异性磷酸酶，属于DUSP家族。DUSP家族成员通常能够同时去除底物上的磷酸化酪氨酸和磷酸化丝氨酸/苏氨酸残基。Dusp26在多种生物学过程中发挥作用，包括细胞生长、分化、炎症和凋亡。

在前列腺癌中，Dusp26的表达被显著抑制，并且其表达与前列腺癌预后呈正相关。在体外，Dusp26的过表达显著抑制了PC3细胞的增殖、迁移和侵袭能力，而Dusp26的沉默则呈现相反的结果。皮下裸鼠的肿瘤形成实验表明，Dusp26的过表达可以显著抑制PC3在体内的生长。此外，通过RNA-Seq分析发现了Dusp26基因与前列腺癌之间的机制。研究显示，Dusp26显著抑制了MAPK信号通路的激活，并且进一步的实验表明，Dusp26可以损伤TAK1、p38和JNK的磷酸化。有趣的是，使用TAK1抑制剂（iTAK1）可以减弱Dusp26对PC3细胞的影响。这些结果表明，Dusp26可能成为PC3型前列腺癌的新型治疗靶点，其潜在机制可能通过TAK1-JNK/p38信号通路[1]。

在心脏病理性肥厚中，Dusp26的表达显著增加。心脏特异性过表达Dusp26的小鼠表现出心脏肥大和纤维化的减弱，而小鼠心脏中Dusp26的缺乏导致心脏肥大和心脏功能恶化。在细胞肥大中，也观察到了类似的效果。研究还发现，Dusp26与转化生长因子-β激活激酶1（TAK1）结合并抑制TAK1的磷酸化，从而抑制了MAPK信号通路。此外，TAK1特异性抑制剂抑制了由血管紧张素II诱导的心肌细胞肥大，并减弱了Dusp26条件性敲除小鼠中过度肥大的反应。因此，Dusp26可能在心脏病理性肥厚中被诱导，并通过调节TAK1-p38/c-Jun N-末端激酶信号轴来防止压力超负荷引起的心脏肥大[2]。

在糖尿病肾病中，Dusp26的表达增加。DUSP26+/+和DUSP26-/-小鼠被用于进一步探索Dusp26对链脲佐菌素（STZ）诱导的糖尿病肾病（DN）发展的影响。结果显示，DUSP26的缺乏加速了肾损伤和功能障碍，表现为肾小球硬化和Nephrin表达减少。STZ处理导致小鼠肾皮质或肾小球中活性氧（ROS）的积累、过氧化氢的产生和超氧化物歧化酶（SOD）的减少。ROS的产生导致STZ诱导的小鼠肾小球中MAPKs信号通路的激活。此外，DUSP26-/-小鼠在STZ注射后进一步加速了STZ诱导的DN。此外，STZ诱导的DN小鼠肾小球中纤维化显著延长，这通过增强转化生长因子-β1（TGF-β1）的表达来实现。更重要的是，减少ROS的生成可以显著消除DUSP26敲低加剧的TGF-β1表达和MAPKs激活，从而保护足细胞免受葡萄糖诱导的足细胞损伤。因此，Dusp26调控的DN发展在很大程度上取决于ROS的生成[3]。

NSC-87877是一种新型的Dusp26小分子抑制剂，可以有效地抑制神经母细胞瘤（NB）细胞系的生长并诱导凋亡。DUSP26在NB细胞系中过度表达，并且通过抑制p53功能来促进化疗耐药性。研究结果表明，NSC-87877处理NB细胞系导致p53的Ser37和Ser46位点的磷酸化增加，并激活下游p38效应蛋白，如热休克蛋白27（HSP27）和MAPK活化蛋白激酶2（MAPKAPK2），以及聚ADP核糖聚合酶/caspase-3的裂解。在NB小鼠模型中，NSC-87877治疗导致肿瘤生长减少，p53和p38活性增加。这些结果表明，DUSP26的抑制是一种有效的策略，可以通过激活p53和p38 MAPK肿瘤抑制途径来在体外和体内诱导NB细胞的细胞毒性[4]。

NEAP/DUSP26的表达仅限于神经内分泌组织。研究发现，NEAP可以抑制PC12细胞在神经生长因子（NGF）刺激下TrkA和FGFR1的激活。相反，通过RNA干扰抑制NEAP的表达增强了TrkA和FGFR1的磷酸化。NEAP能够在体外直接去磷酸化TrkA和FGFR1。NEAP的同源基因存在于斑马鱼中。在斑马鱼中抑制NEAP导致TrkA和FGFR1的超磷酸化以及异常的身体姿势和小眼睛。在NEAP MO处理的斑马鱼中，视网膜的分化严重受损，颅神经运动神经元也是如此。这些数据表明，NEAP/DUSP26在调节TrkA和FGFR1信号通路以及斑马鱼视网膜和神经系统的正常发育中发挥着关键作用[5]。

Dusp26与KIF3运动蛋白结合并促进N-钙粘蛋白介导的细胞-细胞粘附。研究表明，Dusp26与Kif3a结合，并通过与Kif3a的相互作用被招募到KIF3运动蛋白上。在体外和完整细胞中，Dusp26的去磷酸化实验和使用Dusp26突变体的分析表明，Dusp26主要通过Kif3a与KIF3运动蛋白结合，并因此去磷酸化Kap3。Dusp26的强制表达（而不是其催化无活性突变体）促进了β-连环蛋白/N-钙粘蛋白在细胞-细胞连接位点的分布，导致细胞-细胞粘附性增加。此外，还发现Dusp26 mRNA在人类胶质母细胞瘤样本中的表达下调。这些结果表明，Dusp26具有以前未知的在细胞内运输和细胞-细胞粘附中的作用。Dusp26的下调可能有助于胶质瘤的恶性表型[6]。

DUSP26基因在间变性甲状腺癌（ATC）细胞系和原发ATC肿瘤样本中扩增并过表达。DUSP26编码的蛋白含有双特异性磷酸酶结构域，可以自身去磷酸化。DUSP26有效地去磷酸化p38，并且对ATC细胞中的细胞外信号调节激酶（ERK）影响很小。DUSP26蛋白与p38形成物理复合物，并通过抑制p38介导的细胞凋亡来促进ATC细胞的存活。这些发现表明，DUSP26可能在ATC中作为原癌基因发挥作用，并且可能成为这种疾病的有用诊断标志和治疗靶点[7]。

DUSP26是p53的磷酸酶，抑制了人类神经母细胞瘤中p53肿瘤抑制功能。DUSP26在大多数神经母细胞瘤细胞系和组织样本中表达。重要的是，DUSP26通过作为p53磷酸酶下调p53肿瘤抑制功能来促进人类神经母细胞瘤对多柔比星诱导的细胞凋亡的耐药性。在IMR-32神经母细胞瘤细胞系中抑制DUSP26表达增强了多柔比星诱导的p53在Ser20和Ser37位点的磷酸化，以及p21、Puma、Bax的表达以及细胞凋亡。相反，在SK-N-SH细胞系中过表达DUSP26抑制了多柔比星诱导的p53在Ser20和Ser37位点的磷酸化，以及p21、Puma、Bax的表达和细胞凋亡。使用体外和体内实验，发现DUSP26与p53结合并去磷酸化p53在Ser20和Ser37位点的磷酸化。这些结果表明，DUSP26是一种p53磷酸酶，它通过抑制p53对遗传毒性应激的下游活性来发挥作用。这表明抑制这种磷酸酶可能会增加神经母细胞瘤的化疗敏感性，并且DUSP26是这种侵袭性儿科恶性肿瘤的新型治疗靶点[8]。

DUSP26对上皮细胞的增殖具有负面影响，而这种影响不是通过去磷酸化MAPKs介导的。在MCF10A上皮细胞中过表达DUSP26抑制了集落形成和3D培养中的小叶生长，这些效果依赖于其磷酸酶活性。相反，在HOSE17.1细胞中敲低DUSP26增强了集落形成和细胞增殖。DUSP26 mRNA在神经母细胞瘤、脑和卵巢癌细胞系中的表达降低。与DUSP26的表观遗传沉默一致，用5-氮杂-2'-脱氧胞苷和曲古抑菌素A处理细胞可以增强表达，并且在DUSP26转录起始位点上游的CpG岛在癌细胞系中甲基化程度不同。这些结果表明，DUSP26在ERK、JNK或p38 MAPKs上不作为双特异性磷酸酶发挥作用，这与一些已发表的报道相反。此外，它们表明DUSP26可能在特定癌症中作为肿瘤抑制因子发挥作用[9]。

在糖尿病小鼠中，adipsin/C3a通过降低Dusp26的表达来保护β细胞，并与人类对2型糖尿病的保护相关。与胰岛素促分泌剂不同，慢性补充adipsin在糖尿病db/db小鼠中可以减轻高血糖并增加胰岛素水平，同时通过阻断去分化和死亡来保护β细胞。研究发现，adipsin/C3a通过降低Dusp26的表达来减轻高血糖并增加胰岛素水平，同时通过阻断去分化和死亡来保护β细胞。相比之下，在β细胞中强制表达Dusp26会导致核心β细胞身份基因的表达下调并增加细胞死亡敏感性。相反，DUSP26的药理学抑制改善了糖尿病小鼠的高血糖并保护了人类胰岛细胞免受细胞死亡。在人类健康方面，研究显示，循环adipsin浓度较高与中年成年人未来发生糖尿病的风险显著降低相关。这些数据表明，adipsin/C3a和DUSP26指导的治疗可能代表了一种治疗和预防2型糖尿病以实现β细胞健康的新型方法[10]。

综上所述，Dusp26在多种疾病中发挥着重要作用，包括前列腺癌、心脏病理性肥厚、糖尿病肾病、神经母细胞瘤、间变性甲状腺癌和2型糖尿病。DUSP26通过调节MAPK信号通路、细胞粘附、细胞凋亡和细胞内运输等多种机制影响细胞的生长、分化和存活。此外，DUSP26还与p53肿瘤抑制功能相关，可能成为癌症治疗的新靶点。未来，需要进一步研究DUSP26在疾病发生发展中的作用机制，以开发针对DUSP26的新型治疗方法。