Tmem88-flox 基因敲除小鼠

Tmem88，全称为Transmembrane protein 88，是一种定位于细胞膜上的新发现蛋白。该基因在多种癌症的发生和发展中发挥着重要作用。近期研究发现，Tmem88在乳腺癌细胞系中的表达水平显著高于正常乳腺细胞系，并且与Dishevelled（DVL）在乳腺癌细胞系的细胞质中共定位。在卵巢癌细胞系CP70中沉默Tmem88基因表达，导致Wnt下游基因（如c-Myc、cyclin-D1）和其他Wnt靶基因（如JUN、PTIX2、CTNNB1（β-catenin））的表达显著上调，进一步支持了Tmem88通过抑制经典Wnt信号通路发挥作用。Wnt信号通路在多种疾病的发生和发展中发挥着重要作用，特别是在癌症中。例如，肝细胞癌（HCC）已经成为最常见的肿瘤之一，其特征是Wnt信号通路存在突变。作为Wnt信号通路的抑制剂，Tmem88被认为是癌基因或肿瘤抑制因子。上调Tmem88的表达或基因治疗策略可能是一种有效的抗癌治疗方法，因为Tmem88通过直接与DVL相互作用抑制Wnt信号通路[1]。

在膀胱癌中，Tmem88的水平显著降低。上调Tmem88的表达导致膀胱癌细胞增殖和侵袭能力的显著下降。上调Tmem88的表达降低了活性β-catenin的水平，并阻止了Wnt/β-catenin通路的激活，这种效应与GSK-3β磷酸化下调相关。抑制GSK-3β或过表达β-catenin逆转了Tmem88在膀胱癌细胞中诱导的肿瘤抑制作用。过表达Tmem88抑制了裸鼠中膀胱癌细胞肿瘤的形成和生长。因此，该研究证明了Tmem88通过下调Wnt/β-catenin信号通路在膀胱癌中发挥抗肿瘤功能[2]。

在斑点刀鱼（Oplegnathus punctatus）中，通过全基因组测序，研究人员发现tmem88基因的非编码区域在X和Y染色体上存在较大的DNA插入标记。X1染色体携带一个278 bp的DNA片段，而Y染色体包含一个1472 bp的片段，导致tmem88基因的非编码区域存在1194 bp的大小差异。研究人员开发了一种基于这种变异的快速检测方法，利用一对引物在男性（X1X2Y）个体中扩增两个不同的条带（278 bp和1472 bp），在女性（X1X1X2X2）个体中扩增一个单一的278 bp条带。这种方法能够高效、准确地识别斑点刀鱼的性别，显著缩短了识别时间并提高了检测效率。这项研究为斑点刀鱼的快速性别鉴定提供了一种有价值的工具，有助于改善育种策略并支持大规模生产高质量的鱼苗[3]。

在非小细胞肺癌（NSCLC）中，Tmem88在约60%的NSCLC标本的细胞质中高度表达。细胞质中Tmem88的高表达与NSCLC的差分化、高TNM分期、淋巴结转移和较差的生存率显著相关。在膜定位的Tmem88表达的NSCLC细胞中，观察到由于Tmem88与Wnt通路因子Dishevelled（DVLS）的相互作用而抑制了经典Wnt信号通路。相反，细胞质定位的Tmem88在Wnt信号通路中没有作用。细胞质中Tmem88和DVLS的相互作用增加了p38、GSK3β（Thr390）和Snail的活性形式的表达，从而降低了紧密连接相关蛋白ZO-1和occludin的表达，这些效应与增强侵袭和转移细胞特征相关。重要的是，降低细胞质中Tmem88的表达降低了异种移植模型中的转移能力。总的来说，这些发现表明，Tmem88在NSCLC细胞中的错位到细胞质消除了其对Wnt通路的调节特性，从而通过激活p38-GSK3β-Snail信号通路促进侵袭和转移[4]。

在鳃弓动脉（PAA）祖细胞中，Tmem88对于精细调节PAA祖细胞的增殖和分化至关重要。斑马鱼tmem88a/b的缺失导致PAA祖细胞过度扩张和分化失败。此外，tmem88a/b缺乏导致PAA祖细胞中cyclin D1表达通过异常激活Wnt信号通路而增加。机制上，cyclin D1-CDK4/6通过加速G1/S转换促进祖细胞增殖，同时通过磷酸化Nkx2.5/Smad3抑制成血管细胞分化。Tmem88在PAA祖细胞中限制了外胚层Wnt2bb信号通路，以确保增殖和分化的平衡。因此，PAA祖细胞的增殖和成血管细胞分化表现出一种逆相关关系，并且由Tmem88-Wnt通路的细胞周期机制下游精细调节[5]。

在甲状腺癌中，Tmem88的表达显著降低。下调Tmem88的表达也被发现在几种甲状腺癌细胞系中存在，而Tmem88的恢复显著抑制了甲状腺癌细胞的增殖、集落形成和侵袭能力。相反，Tmem88的耗竭显著加速了甲状腺癌细胞的增殖、集落形成和侵袭。进一步的实验表明，Tmem88的过表达显著降低了活性β-catenin的表达，并抑制了Wnt/β-catenin信号通路靶基因（如c-myc和cyclin D1）的表达。值得注意的是，通过转染表达组成型活性β-catenin的载体重新激活Wnt/β-catenin信号通路部分逆转了Tmem88介导的对甲状腺癌细胞增殖和侵袭的抑制作用。此外，Tmem88的上调显著减缓了甲状腺癌细胞在异种移植模型中的肿瘤生长，这与活性β-catenin表达的下调相关。总的来说，这些发现表明，Tmem88的过表达通过下调Wnt/β-catenin信号通路阻碍了甲状腺癌细胞的增殖和侵袭。这些数据表明Tmem88在甲状腺癌中具有潜在的肿瘤抑制功能。这项研究强调了Tmem88在甲状腺癌进展过程中调节Wnt/β-catenin信号通路的关键作用，并表明Tmem88是甲状腺癌的一个有吸引力的抗癌靶点[6]。

在心脏发育中，Tmem88在从侧板中胚层到心脏前体细胞（CVP）的细胞命运转变过程中发挥着重要作用。在从中胚层到CVP的过渡过程中，Tmem88具有介导细胞命运决定的基因的染色质特征，并且在体外和体内关键心脏转录因子之前高度上调其表达。在早期斑马鱼胚胎中，tmem88a在侧板中胚层中广泛表达，包括双侧的心脏区域。针对hESC心脏分化的TMEM88的短发夹RNA靶向增加了Wnt/β-catenin信号通路，证实了其作为该通路抑制因子的作用。TMEM88的敲低对NKX2.5或GATA4的表达没有影响，但80%的基因在CVP发育过程中最强烈上调的表达降低，表明新的细胞命运。支持这一点的是，在后期细胞分化分析中显示，TMEM88的敲低抑制了心肌细胞的分化并促进了内皮细胞的分化。总的来说，TMEM88对心脏发育至关重要，并且在心脏前体细胞中作为GATA因子的下游，通过抑制Wnt/β-catenin信号通路指定心肌细胞发育的谱系承诺[7]。

在卵巢癌中，DNA甲基化改变与铂耐药性的发展有关。该研究旨在确定铂耐药肿瘤中的DNA甲基化变化及其功能意义。为了确定DNA甲基化改变，研究人员使用了Illumina 450k DNA甲基化芯片并分析了铂敏感和耐药的OC异种移植模型。验证分析使用了RT-PCR和免疫组化（IHC）。OC异种移植模型的基因组DNA甲基化分析确定了6个基因（SSH3、SLC12A4、TMEM88、PCDHGC3、DAXX、MEST）的启动子在耐药模型中显著低甲基化，而在敏感模型中则相反（p<0.001）。研究人员证实，与控制异种移植模型相比，TMEM88和DAXX mRNA表达水平在铂耐药异种移植模型中增加，并且与启动子甲基化水平呈负相关。此外，使用DNA甲基转移酶（DNMT）抑制剂SGI-110处理OC细胞增加了TMEM88 mRNA表达水平，支持了TMEM88是通过启动子甲基化进行转录调控的。TMEM88在所有组织学类型的卵巢肿瘤中均通过IHC检测到，并且通过siRNA敲低TMEM88促进了OC细胞的增殖和集落形成，并使细胞对铂重敏。此外，TMEM88的敲低导致cyclin D1和c-Myc（已知的Wnt靶基因）的上调。总的来说，这些结果表明，OC的铂耐药性与TMEM88通过启动子低甲基化调节的过表达相关。这些数据表明，TMEM88作为Wnt信号通路的抑制剂，有助于铂耐药性的发展[8]。

结肠癌患者的生存预测可以通过一个由六个基因组成的甲基化驱动基因（MDG）面板来预测。该研究旨在探索由DNA甲基化调节的功能基因及其作为CRC预后预测生物标志物的潜力。通过应用整合分析工具（methylmix）到TCGA CRC项目，探索了MDGs。通过将Cox回归模型与最小绝对收缩和选择算子正则化相结合，确定了预后MDG面板。基因集富集分析用于确定与六个MDG面板相关的通路。通过使用来自基因表达综合数据库的额外数据集，验证了CRC样本中CD40的表达和甲基化。甲基化特异性PCR和亚硫酸氢盐测序用于确认CRC细胞系中的DNA甲基化。确定了由六个基因成员组成的预后MDG面板：TMEM88、HOXB2、FGD1、TOGARAM1、ARHGDIB和CD40。由六个MDG面板分类的高风险表型与癌症相关的生物学过程相关，包括侵袭和转移、血管生成和肿瘤免疫微环境。六个MDG面板的预后价值独立于肿瘤淋巴结转移分期，并且与肿瘤淋巴结转移分期和年龄相结合，可以帮助改善生存预测。此外，在CRC样本和细胞系中证实了CD40的表达受到启动子区域甲基化的调控。所提出的六个MDG面板代表了预测CRC患者预后的有希望的标志物[9]。

Tmem88已被确定为一种与Dishevelled（Dvl/Dsh）蛋白结合的蛋白质。Wnt信号通路参与胚胎发育和成年组织维持，并且在肿瘤发生中发挥作用。Dvl蛋白是Wnt信号通路中的关键组成部分，并通过蛋白质-蛋白质相互作用调节这些通路。识别和表征Dvl结合蛋白是理解其生物学功能的关键步骤。鉴于三肽VWV（缬氨酸-色氨酸-缬氨酸）结合到Dvl的PDZ结构域，研究人员在公共数据库中搜索了含有C端VWV基序的蛋白质，这些蛋白质可能是新的Dvl结合伙伴。基于候选蛋白的细胞定位和表达模式，研究人员选择了TMEM88（目标蛋白跨膜88），这是一种双跨膜型蛋白，进行进一步研究。通过NMR和荧光光谱确认了Dvl的PDZ结构域与TMEM88的C端尾巴之间的相互作用。此外，在HEK293细胞中，TMEM88以剂量依赖性方式抑制了Wnt-1配体诱导的Wnt/β-catenin信号通路，而通过RNAi敲低TMEM88增加了Wnt活性。在非洲爪蟾中，TMEM88蛋白在细胞膜上亚定位，并且抑制了Xdsh诱导的Wnt信号通路，但没有抑制β-catenin。此外，TMEM88蛋白抑制了Xdsh通常诱导的二次轴的形成。这些发现表明，TMEM88在调节Wnt信号通路中发挥作用。确实，微阵列数据分析表明，Tmem88基因的表达与胚胎小鼠肠道中Wnt信号通路相关基因的表达强烈相关。因此，研究人员提出，TMEM88与Dvl蛋白相关，并以依赖上下文的方式调节Wnt信号通路[10]。

综上所述，Tmem88是一种重要的跨膜蛋白，在多种癌症的发生和发展中发挥着重要作用。Tmem88通过抑制经典Wnt信号通路，影响细胞增殖、侵袭和转移。此外，Tmem88在心脏发育中也发挥着重要作用，通过抑制Wnt/β-catenin信号通路指定心肌细胞发育的谱系承诺。Tmem88的表达和功能受到DNA甲基化调控，并且在铂耐药的卵巢癌中发挥着重要作用。此外，Tmem88的表达与结肠癌患者的生存预测相关。这些研究结果表明，Tmem88是一个有吸引力的抗癌靶点，并可能为癌症的治疗和预防提供新的思路和策略。