Nrg4-flox 基因敲除小鼠

神经调节蛋白4（Neuregulin 4，NRG4）是表皮生长因子（EGF）家族的一员，能够与ErbB4受体酪氨酸激酶结合并激活它。NRG4通过选择性剪接产生五种不同的异构体，这些异构体在多种生理过程中发挥着重要作用，包括神经发生、脂质代谢、葡萄糖代谢、产热和血管生成等。NRG4在病理过程中也发挥着重要作用，它能够抑制炎症因子水平，抑制炎症性疾病中的细胞凋亡，改善肥胖、胰岛素抵抗和心血管疾病。NRG4还能通过促进自噬、改善脂质代谢和抑制肝细胞死亡来改善非酒精性脂肪肝疾病（NAFLD）。此外，NRG4与癌症、甲状腺功能亢进症和其他疾病的发生也密切相关。因此，阐明NRG4的功能作用和机制将为我们提供更清晰的视角，了解NRG4的治疗潜力和可能的风险。

NRG4在维持哺乳动物能量平衡、调节糖脂代谢和预防非酒精性脂肪性肝病中起着非常重要的作用。目前，人NRG4基因的基因组结构、转录异构体和蛋白异构体等已有深入的研究。鸡脂肪组织也表达NRG4，但是目前有关鸡NRG4（cNRG4）基因的基因组结构、转录异构体和蛋白异构体尚不清楚。本研究采用RACE和RT-PCR等技术，系统开展了cNRG4基因的基因组和转录本的结构分析。结果发现，cNRG4基因编码区很小，但该基因却非常复杂，存在选择性转录起始位点、选择性拼接、内含子滞留、隐匿外显子和选择性多聚腺苷酸化，这导致cNRG4基因产生4种不同的5'UTR异构体（cNRG4 A、cNRG4 B、cNRG4 C和cNRG4 D）和6种不同的3'UTR异构体（cNRG4 a、cNRG4 b、cNRG4 c、cNRG4 d、cNRG4 e和cNRG4 f）。基因组结构分析发现，cNRG4基因跨越基因组21,969 bp（Chr.10: 3,490,314~3,512,282），由11个外显子和10个内含子构成。与NCBI数据库中的cNRG4基因mRNA序列（NM_001030544.4）相比，本研究发现了cNRG4基因的2个新外显子和1个隐匿外显子。生物信息学分析、RT-PCR、克隆和测序分析发现，cNRG4基因能编码3种蛋白异构体（cNRG4-1、cNRG4-2和 cNRG4-3）。本研究为进一步开展cNRG4基因的功能和调控研究奠定了基础[1]。

随着社会的逐渐老龄化，与年龄相关的疾病越来越普遍，对老年人的生活质量构成威胁。脂肪组织是一种重要的能量储备组织，具有内分泌功能，是衰老过程中最易受损的组织之一，进而影响全身的衰老过程，包括代谢功能紊乱。NRG4是一种新的脂肪细胞因子，在衰老过程中，脂肪细胞组织和血清中的NRG4水平明显下降。此外，将重组NRG4蛋白（rNRG4）输送到老年小鼠体内可以改善与年龄相关的胰岛素抵抗、葡萄糖紊乱和其他代谢紊乱。此外，rNRG4治疗可以减轻与年龄相关的肝脂肪变性和肌肉减少症，并伴有基因表达的改变。这些结果表明，NRG4在衰老过程中起着关键作用，是治疗与年龄相关的代谢紊乱的潜在治疗靶点[2]。

生长因子对于维持肠道健康至关重要。之前的研究表明，外源性NRG4在细胞因子挑战期间促进结肠细胞存活，并保护急性肠道炎症模型。然而，内源性NRG4的功能尚不清楚。本研究使用NRG4-/-小鼠，测试了内源性NRG4在适应性（白细胞介素-10受体[IL-10R]中和）或先天（硫酸钠[DSS]）免疫反应倾向的结肠炎模型中的作用。NRG4-/-和野生型笼养小鼠接受慢性IL-10R中和结肠炎和急性DSS结肠炎。通过组织学检查、炎症细胞因子水平、粪便脂钙蛋白-2水平和单个细胞质细胞计免疫细胞分析评估疾病。通过从结肠匀浆中进行的RNA测序分析，评估了稳态基因改变，并通过组织和分离上皮组织中的实时定量PCR进行了确认。在IL-10R中和结肠炎期间，与野生型笼养小鼠相比，NRG4-/-小鼠的结肠炎症细胞因子表达、组织学损伤和结肠CD8+ T细胞数量减少。相反，在DSS结肠炎中，NRG4-/-小鼠的细胞因子表达、粪便脂钙蛋白-2水平和体重恢复受损。RNA测序显示，NRG4-null结肠中缺乏St3gal4，St3gal4是一种参与免疫细胞迁移的唾液酸转移酶，这在组织和分离上皮组织中得到了验证。NRG4通过调节结肠上皮ST3GAL4，从而可能允许在结肠炎的适应性免疫反应中招募大量的CD8+ T细胞。另一方面，NRG4的缺失会加剧由先天免疫反应引起的损伤。NRG4是一种生长因子，可以保护结肠壁的表皮细胞免受损伤，并抑制先天（非特异性）免疫反应。这里我们表明，NRG4在炎症中的作用是特定环境的，在慢性免疫介导的结肠炎模型中，缺乏NRG4的小鼠的适应性免疫受损[3]。

肥胖个体患2型糖尿病、心血管疾病和非酒精性脂肪肝疾病的风险很高。本研究分析了科学文献和数据库，揭示了NRG4及其受体在肥胖相关代谢紊乱发生发展中的基本作用。研究表明，NRG4及其受体是治疗肥胖相关病理的潜在治疗靶点。NRG4及其受体在肥胖相关代谢紊乱的发病机制中的组织特异性特征和信号通路激活也得到了详细讨论。此外，本研究还首次揭示了NRG4与miRNA的相互作用，并提出了NRG4和ERBB4基因中SNP突变影响NRG4和ERBB4与miRNA相互作用的假设。综上所述，本研究提供了NRG4在肥胖相关代谢紊乱中作用的详细和全面概述，并为进一步研究提供了新的视角[4]。

棕脂肪组织和白色脂肪组织通过释放内分泌因子对全身能量代谢产生多种效应。NRG4最近被确定为一种富含棕色脂肪的分泌因子，可以改善饮食诱导的代谢紊乱，包括胰岛素抵抗和肝脂肪变。然而，NRG4调节能量平衡和葡萄糖和脂质代谢的生理机制尚不完全清楚。本研究旨在：i）研究肥胖过程中脂肪组织NRG4表达的变化以及涉及的生理信号；ii）阐明NRG4调节能量平衡和葡萄糖和脂质代谢的机制；iii）探索NRG4是否调节脂肪组织分泌组基因表达和脂肪因子分泌。我们检查了肥胖与脂肪NRG4表达之间的相关性，并研究了调节NRG4表达的上游信号。我们在NRG4转基因小鼠中进行了代谢笼和超胰岛素-高血糖钳夹研究，以解析NRG4调节的代谢途径。我们研究了NRG4在空腹状态下对肝脂质代谢的影响，并探索了NRG4对脂肪组织基因表达的影响，特别是编码分泌因子的基因。脂肪NRG4表达与肥胖程度呈负相关，并受促炎和抗炎信号调节。NRG4转基因表达增加能量消耗，增强全身葡萄糖代谢。NRG4通过激活肝脂肪酸氧化和生酮作用，部分保护小鼠免受饮食诱导的肝脂肪变性的影响。最后，NRG4在肥胖期间促进健康的脂肪因子谱。NRG4对能量平衡和葡萄糖和脂质代谢具有多种有益作用，可以改善肥胖相关的代谢紊乱。基于NRG4的生物治疗可能改善2型糖尿病和NAFLD患者的病情[5]。

综上所述，NRG4是一种重要的脂肪细胞因子，在维持哺乳动物能量平衡、调节糖脂代谢和预防非酒精性脂肪性肝病中起着重要的作用。NRG4的表达在衰老过程中会下降，通过输送到老年小鼠体内可以改善与年龄相关的代谢紊乱。NRG4的缺失会导致适应性免疫受损，NRG4可能通过调节结肠上皮ST3GAL4，从而允许在结肠炎的适应性免疫反应中招募大量的CD8+ T细胞。NRG4及其受体是治疗肥胖相关病理的潜在治疗靶点。NRG4对能量平衡和葡萄糖和脂质代谢具有多种有益作用，可以改善肥胖相关的代谢紊乱。NRG4的研究有助于深入理解NRG4的功能作用和机制，为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。