Reg4-flox 基因敲除小鼠

REG4，也称为Regenerating Gene 4，是钙依赖性凝集素基因超家族的成员之一。它是一种分泌蛋白，在细胞分化和增殖中发挥作用。REG4在多种癌症中异常表达，包括结直肠癌、胃癌、胆囊癌、胰腺癌、卵巢癌、前列腺癌和肺癌。REG4的表达与不良预后和临床病理特征相关，包括晚期肿瘤和淋巴结转移、组织学分级、肝脏和腹膜转移。此外，REG4阳性的癌细胞对化疗和放疗的耐药性更高，尤其是5-氟尿嘧啶（5-FU）为基础的治疗。REG4参与了许多方面的致癌过程，包括细胞增殖、凋亡、细胞周期、侵袭、转移和药物耐药性。其潜在的机制复杂，涉及一系列信号介导物和多条通路。

REG4在结直肠癌中的作用机制已经被研究。REG4通过影响脂肪滴合成和组装来促进结直肠癌的化疗耐药性。REG4的mRNA表达在结直肠癌中较高，但蛋白质表达较低。REG4的过表达与淋巴结转移、远处转移、肿瘤-淋巴结-转移分期或总体生存期短呈负相关，而REG4蛋白质表达则相反。REG4相关基因包括趋化因子活性、味觉受体、蛋白质-DNA和DNA包装复合物、核小体和染色质、第二信使分子的产生、程序性细胞死亡信号、表观遗传调节和DNA甲基化、通过DNA结合的转录抑制和激活、胰岛素信号通路、糖代谢和转移、以及神经递质受体。REG4的暴露或过表达通过自分泌或旁分泌的方式促进DLD-1细胞的增殖、抗凋亡、迁移和侵袭，通过激活表皮生长因子受体-磷脂酰肌醇3激酶-Akt-核因子κB通路。REG4参与化疗耐药性，不是通过从头脂肪生成，而是通过脂肪滴组装。REG4通过解离抗乙酰（AC）乙酰组蛋白3-AC组蛋白4-生长抑制蛋白5-组蛋白脱乙酰酶抑制因子-固醇调节元件结合蛋白1在它们启动子中的复合物形成，抑制乙酰辅酶A羧化酶1（ACC1）和ATP-柠檬酸裂解酶（ACLY）的转录，并诱导ACC1或ACLY的泛素化介导的蛋白酶体降解。REG4可能通过脂肪滴组装参与化疗耐药性。REG4通过抑制转录和促进泛素化介导的蛋白酶体降解来降低从头脂质合成关键酶的表达[1]。

REG4在癌症中的功能也得到了研究。REG4的表达被尾型同源框2、GATA结合蛋白6、GLI家族锌指1、SRY盒转录因子9、CD44胞质结构域、激活转录因子2和特异性蛋白1转录激活，并被miR-24翻译激活。REG4可以与癌细胞上的跨膜CD44、G蛋白偶联受体37、甘露聚糖和肝素相互作用。REG4在胃、结直肠、胰腺、胆囊、卵巢和尿路上皮癌中的过表达被发现，与它们的侵袭性行为和不良预后密切相关。此外，REG4的表达和重组REG4加剧了肿瘤发生、增殖、抗凋亡、化疗放疗耐药性、迁移、侵袭、腹膜扩散、肿瘤生长和癌症干性等细胞表型，通过EGFR/Akt/激活蛋白-1和Akt/糖原合酶激酶3β/β-连环蛋白/转录因子4通路。分选的REG4阳性深隐窝分泌细胞通过Notch抑制和Wnt激活促进单个Lgr5（+）结肠干细胞的类器官形成。组织学上，REG4蛋白特异性表达于胃肠道、胰腺、卵巢和肺的神经内分泌肿瘤和印戒细胞癌。它可能支持胃肠化生-球状畸形-印戒细胞癌的发病机制。REG4可能作为肿瘤发生、后续进展和癌症不良预后的生物标志物，也可能是一个有价值的基因治疗靶点[2]。

REG4在急性胰腺炎中的作用也引起了研究者的关注。REG4缺失会加剧急性胰腺炎的炎症和纤维化，并抑制代偿性细胞增殖。REG4缺失的有害作用可以通过给予批准的CXCR4拮抗剂plerixafor（AMD3100）来减轻。REG4可能通过与其受体exostosin样糖基转移酶3（Extl3）结合来介导其在胰腺炎中的作用。REG4在急性胰腺炎中通过限制炎症和纤维化并改善细胞再生来发挥治疗作用[3]。

REG4在卵巢上皮癌中的作用也得到了研究。REG4的表达在正常卵巢组织、良性和交界性肿瘤以及癌症中进行了免疫组化或实时PCR检测。REG4的过表达和重组蛋白抑制了细胞凋亡，增强了G2/S期进展、增殖、迁移和侵袭。此外，Wnt5a、p70s6k、survivin和VEGF的表达增加，而Bax的表达在mRNA和蛋白质水平上均降低。REG4 mRNA水平在良性和原发性癌症中高于正常卵巢组织，而REG4蛋白质表达在所有三种肿瘤类型中均高于正常卵巢组织。在粘液性癌中，REG4 mRNA表达高于浆液性癌，而在分化良好的癌症中，REG4 mRNA表达高于分化不良的癌症。生存分析显示，REG4表达与卵巢癌患者的累积或复发无病生存率呈负相关，作为一个独立的因素。REG4表达异常在早期卵巢癌的发生中起着重要作用，与粘液性卵巢肿瘤、分化不良和卵巢癌的不良预后密切相关，通过调节增殖、凋亡、迁移和侵袭[4]。

REG4在放疗敏感性中的作用也得到了研究。REG4基因表达在放疗耐药性细胞中比亲代细胞系高12倍。REG4过表达的细胞在γ照射后存活率更高，DNA链断裂更少。抗凋亡基因BIRC5和碱基切除修复途径基因NEIL2在REG4过表达的细胞中的表达也比亲代细胞系高3到4倍。REG4、BIRC5和NEIL2基因的表达水平在非应答患者中显著高于应答患者。REG4、BIRC5和NEIL2基因可能是预测癌症患者对放疗敏感性的有用指标[5]。

REG4在自身免疫性疾病中的作用也得到了研究。REG4在溃疡性结肠炎和乳糜泻中表达，并被发现是这两种疾病共有的基因。REG4可能在溃疡性结肠炎和乳糜泻的共病中起着关键作用[6]。

REG4在卵巢癌化疗耐药性中的作用也得到了研究。REG4在卵巢癌中的表达高于正常组织。REG4的表达与接受铂类化疗的卵巢癌患者的总生存期、无进展生存期或进展后生存期呈负相关。REG4过表达导致CAOV3卵巢癌细胞对顺铂或紫杉醇耐药，并具有凋亡抗性。REG4转染的卵巢癌细胞在顺铂或紫杉醇处理后表现出更强的迁移和侵袭。此外，与对照细胞相比，REG4转染的卵巢癌细胞中磷酸化磷脂酰肌醇3激酶（p-PI3K）、p-Akt、磷酸化哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（p-mTOR）、谷胱甘肽S转移酶-π、survivin和B细胞淋巴瘤2的表达增加。这些发现表明，REG4表达在卵巢癌中上调，并与不良预后和化疗耐药性相关。REG4通过调节细胞增殖、凋亡、迁移和侵袭以及PI3K/Akt/m-TOR信号通路，促进了卵巢癌的发生、发展和化疗耐药性[7]。

REG4在小肠内分泌细胞中特异性表达，是一种新的肠内分泌激素。REG4在小鼠中通过减少脂肪吸收来减轻高脂肪饮食诱导的肝脏脂肪变性。REG4缺乏的小鼠在喂食高脂肪饮食时表现出显著的肠道脂肪吸收增加，容易发生肥胖和肝脂肪变性。REG4缺乏的小鼠表现出AMPK信号通路的增强激活和肠脂肪转运蛋白的蛋白丰度增加，以及近端小肠中参与甘油三酯合成和包装的酶。此外，REG4给药可降低脂肪吸收，并可能通过CaMKK2-AMPK通路降低培养肠细胞中与肠道脂肪吸收相关的蛋白质的表达。REG4可能为预防和治疗儿童肝脏脂肪变性提供潜在靶点[8]。

REG4与CD44相互作用，调节结直肠癌和胰腺癌细胞增殖和干细胞特性。REG4与CD44相互作用，激活CD44的调节内膜蛋白酶解，导致γ-分泌酶介导的CD44胞质结构域（CD44ICD）的裂解和释放。CD44ICD作为D型细胞周期蛋白的转录激活因子，参与调节癌细胞的增殖，以及Klf4和Sox2的表达，这些基因参与调节癌症干细胞的 pluripotency。REG4显著增加结直肠癌和胰腺癌细胞的增殖和其在干细胞实验中的克隆形成潜能。REG4通过γ-分泌酶介导的CD44/CD44ICD信号通路介导其促增殖和促干细胞特性，因此，破坏REG4-CD44-γ-分泌酶-CD44ICD信号轴的策略可能增加癌细胞对化疗和放疗的敏感性[9]。

综上所述，REG4在多种癌症中发挥重要作用，包括结直肠癌、胃癌、胆囊癌、胰腺癌、卵巢癌、前列腺癌和肺癌。REG4的表达与不良预后和临床病理特征相关，包括晚期肿瘤和淋巴结转移、组织学分级、肝脏和腹膜转移。此外，REG4阳性的癌细胞对化疗和放疗的耐药性更高，尤其是5-氟尿嘧啶（5-FU）为基础的治疗。REG4参与了许多方面的致癌过程，包括细胞增殖、凋亡、细胞周期、侵袭、转移和药物耐药性。其潜在的机制复杂，涉及一系列信号介导物和多条通路。REG4在多种疾病中发挥重要作用，包括动脉粥样硬化、糖尿病心肌病、结直肠癌和Wilms瘤。此外，REG4还具有独立的染色质调控功能，影响基因表达和干细胞的多能性维持。REG4的研究有助于深入理解RNA表观遗传修饰的生物学功能和疾病发生机制，为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。