Ppt2-flox 基因敲除小鼠

PPT2（Palmitoyl-protein thioesterase 2）基因是人类基因组中一个重要的基因，位于6号染色体上，编码一种与PPT1同源的溶酶体硫酯酶。PPT2在多种生物学过程中发挥着重要作用，包括脂质代谢、细胞信号转导和神经退行性疾病等。

PPT2基因由9个外显子组成，跨度约为10kb。该基因的转录产物包括一个主要的2.0kb mRNA和两个次要的7.0kb和2.8kb mRNA。较大的转录本似乎是信使RNA，其中PPT2外显子被剪接到下游基因中，该基因编码人类潜伏转化生长因子-β结合蛋白的同源物。PPT2位于人类主要组织相容性复合物III区域，该区域与染色体6p21.3上的已知位点上的NCLs无关。通过对12名疑似婴儿NCL患者的初步分析，没有检测到与PPT2基因编码相关的突变。然而，在无关的正常个体中发现了5个单核苷酸多态性。这些多态性（以及PPT2中发现的微卫星）将有助于进一步阐明PPT2在未知病因的溶酶体储存疾病中的作用[1]。

研究表明，PPT2在卵巢癌中的表达与代谢密切相关。卵巢癌组织中PPT2 mRNA的表达明显下调，与正常卵巢组织相比。PPT2的表达下调与较低的生存率相关。多变量分析表明，PPT2是预测卵巢癌患者预后的独立因素。此外，PPT2与免疫浸润呈负相关，提示PPT2表达低的卵巢癌患者可能从免疫治疗中获益更多。单细胞RNA测序分析显示，PPT2主要在卵巢癌组织中的内皮细胞中表达。体外实验表明，PPT2抑制卵巢癌细胞增殖。因此，PPT2被认为是卵巢癌的一个有利的预后生物标志物，可能在预测免疫治疗和化疗反应中发挥重要作用[2]。

PPT2在酵母Ty1元件的DNA合成中也发挥着重要作用。Ty1元件的加链DNA合成在两个位点开始，一个位于3'长末端重复序列（PPT1）旁边，另一个位于pol基因中的整合酶编码序列中（PPT2）。PPT1和PPT2具有相同的序列GGGTGGTA。突变将此序列中的嘌呤替换为嘧啶会显著降低或消除加链合成的起始。PPT2序列突变的Ty1元件不具有转座缺陷，而PPT1中的突变会消除转座[3]。

PPT2-EGFL8是一种长非编码RNA，在糖尿病视网膜病变中发挥着重要作用。PPT2-EGFL8在糖尿病视网膜病变患者血清中的表达明显降低。PPT2-EGFL8可以吸附miR-423-5p作为分子海绵，并抑制缺氧诱导的人视网膜微血管内皮细胞增殖。在氧诱导的视网膜病变模型和链脲佐菌素诱导的糖尿病模型中，EGFL8过表达治疗可以减少糖尿病相关的反应性胶质细胞增生、炎症和无细胞毛细血管，并抑制病理性新生血管的形成。此外，PPT2-EGFL8靶向miR-423-5p在缺氧诱导的过氧化物酶体增殖物激活受体β/δ（PPARD）/血管生成素样4（ANGPTL4）信号通路激活中发挥重要作用。ANGPTL4可以显著诱导视网膜血管破裂，并促进视网膜血管向玻璃体中生长[4]。

PPT2在抗真菌药物靶点中也具有潜在的应用价值。PPT2是念珠菌属磷泛酰巯基转移酶，对念珠菌的生长至关重要。PPT2的催化活性在荧光转移试验中得到证实。此外，还开发了一种适用于高通量筛选的荧光偏振测定法。因此，PPT2被确定为一种广谱新型抗真菌靶点，并开发了用于鉴定抑制剂的工具，这些抑制剂可能成为新的抗真菌化合物[5]。

PPT2缺陷小鼠表现出一种具有神经内脏特征的罕见溶酶体储存疾病。所有PPT2缺陷小鼠在15个月大时均出现神经退行性表型，表现为痉挛和共济失调。骨髓被明亮的自荧光巨噬细胞和多核巨细胞浸润，但巨噬细胞没有其他溶酶体储存疾病中常见的泡沫细胞特征。由于髓外造血，脾脏明显肿大。由于外分泌细胞中脂褐素色素的大量储存，胰腺呈橙色至棕色。电子显微镜显示，储存物质由多层膜结构（“斑马体”）组成。总之，PPT2缺陷小鼠表现出一种具有内脏特征的神经退行性紊乱。虽然人类尚未描述PPT2缺陷，但预计其表现将包括神经退行性变、骨髓组织细胞增多症、内脏肥大、棕色胰腺以及受影响家庭的6p21.3染色体连锁[6]。

PPT1和PPT2编码两种溶酶体硫酯酶，催化长链脂肪酸酰基CoA的水解。除了这种功能外，PPT1（棕榈酰蛋白硫酯酶1）还从溶酶体中正在降解的蛋白质的修饰半胱氨酸残基上水解脂肪酸。人类PPT1缺乏症导致神经退行性疾病，称为婴儿神经元蜡样脂褐质沉积症（也称为婴儿Batten病）。在当前的工作中，我们在PPT1和PPT2基因中创建了“敲除”小鼠，分别缺乏这两种酶。两条系的小鼠都是可存活的和可育的。然而，两条系的小鼠都在中位年龄分别为21周和29周时出现痉挛（一种“抓握”表型）。PPT1敲除小鼠的肌阵挛性抽搐和癫痫发作较为突出。两种品系小鼠的大脑中都有明显的自荧光储存物质。神经元缺失和凋亡在PPT1缺乏的大脑中尤为突出。这些研究为婴儿神经元蜡样脂褐质沉积症提供了小鼠模型，并进一步表明PPT2在脑部发挥着PPT1所不执行的作用[7]。

PPT2是一种溶酶体硫酯酶，具有与棕榈酰蛋白硫酯酶不同的底物特异性。棕榈酰蛋白硫酯酶是一种溶酶体水解酶，可从蛋白质修饰的半胱氨酸残基中去除长链脂肪酸酰基。最近发现，该酶的突变是遗传性神经退行性疾病，婴儿神经元蜡样脂褐质沉积症的病因，并且发现患有该疾病个体的淋巴母细胞中积聚了蛋白质衍生脂质硫酯。在当前的研究中，我们描述了第二个溶酶体硫酯酶，棕榈酰蛋白硫酯酶2（PPT2）的克隆和表达，它与棕榈酰蛋白硫酯酶共享18%的相似性。PPT2 cDNA的瞬时表达导致了一种糖基化溶酶体蛋白的产生，其棕榈酰-CoA水解酶活性与棕榈酰蛋白硫酯酶相当。然而，PPT2不能从棕榈酰化蛋白中去除棕榈酸基团，这些蛋白质是棕榈酰蛋白硫酯酶的底物。在交叉校正实验中，PPT2没有消除棕榈酰蛋白硫酯酶缺陷细胞系中蛋白质衍生脂质硫酯的积聚。这些结果表明，PPT2是一种具有与棕榈酰蛋白硫酯酶不同的底物特异性的溶酶体硫酯酶[8]。

PPT2是一种新的磷泛酰巯基转移酶，激活酵母线粒体酰基载体蛋白。在酿酒酵母中，线粒体型II脂肪酸合酶（FAS）的低分子量酰基载体蛋白（ACP）和细胞质型I FAS多酶复合物都含有4'-磷泛酰巯基作为辅基。与最近从Brevibacterium ammoniagenes中分离的磷泛酰巯基:蛋白转移酶（PPTase）Ppt1p的序列比对研究表明，酵母开放阅读框YPL148C是潜在的PPTase基因（25%相似和43%保守的氨基酸）。根据这种相似性，YPL148C的破坏导致线粒体ACP的泛酰巯基化丧失。与此相反，细胞质holo-FAS的生物合成不受此突变的影响。根据这些特征，新发现的基因被命名为PPT2。与ACP突变体相似，PPT2突变体中的细胞硫辛酸合成和呼吸能力丧失。通过将克隆的PPT2 DNA转化到PPT2突变体中，恢复了ACP泛酰巯基化、硫辛酸合成和呼吸能力。在体外，通过在去泛酰巯基化ACP的存在下与辅酶A一起孵育纯化的PPT2p，实现了holo-ACP的合成。在这个测定中，酵母同源酶可以被大肠杆菌的ACP合成酶（EC 2.7.8.7）取代，但不能被B. ammoniagenes的I型FAS特异性PPTase Ppt1p取代。这些结果表明，PPT2不能激活酵母的细胞质型I FAS复合物[9]。

基于线粒体代谢相关基因的卵巢癌预后模型的建立。高分级浆液性卵巢癌（HGSOC）中发现了线粒体代谢和线粒体结构的改变。本研究的目的是通过生物信息学分析和建立HGSOC的预后模型，系统地描述线粒体代谢相关基因（MMRGs）与HGSOC患者预后的相关性。首先，通过limma筛选TCGA-HGSOC和GTEx-normal之间的差异表达基因（DEGs），RNA-seq相关HGSOC来自The Cancer Genome Atlas（TCGA）和Genotype-Tissue Expression（GTEx）数据库。随后，通过重叠DEGs与MMRGs，获得了表达MMRGs（DE-MMRGs）。对DE-MMRGs进行了富集分析。进行了Kaplan-Meier（K-M）生存分析和Cox回归分析，以验证基因的预后价值，Gene Set Enrichment Analysis（GSEA）以阐明风险评分的分子机制，以及CIBERSORT算法以探索HGSOC患者的免疫景观。最后，通过Drug Sensitivity in Cancer（GDSC）数据库进行了药物敏感性分析。观察到436个与HGSOC相关的DE-MMRGs（222个上调和214个下调）参与了多个代谢途径。该研究基于IDO1、TNFAIP8L3、GPAT4、SLC27A1、ACSM3、ECI2、PPT2和PMVK构建了与MMRGs相关的预后特征。风险评分是HGSOC的独立预后因素。高风险人群与线粒体相关生物学过程的显著相关，免疫细胞丰度较低，免疫检查点和抗原分子的表达较低。此外，获得了54种与8个预后基因相关的药物。此外，拷贝数变异与8个预后基因的表达水平有关。我们初步确定了MMRGs在HGSOC中的预后价值，以及MMRGs与肿瘤免疫微环境之间的关系[10]。

综上所述，PPT2是一种重要的溶酶体硫酯酶，在多种生物学过程中发挥着重要作用。PPT2的异常表达与卵巢癌、糖尿病视网膜病变和溶酶体储存疾病等疾病的发生发展密切相关。此外，PPT2还可能在抗真菌药物靶点中具有潜在的应用价值。进一步研究PPT2的生物学功能和作用机制，将有助于深入理解相关疾病的发病机制，并为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。