Ildr1-KO 基因敲除小鼠

Ildr1，也称为Immunoglobulin-like Domain-Containing Receptor 1，是一种包含免疫球蛋白样结构域的跨膜受体蛋白。它在多种组织中表达，包括肠道、胰腺和肾脏等。Ildr1在生理过程中发挥重要作用，包括调节食欲、代谢活动、水运输和听力等。

Ildr1基因的缺失可以保护小鼠免受饮食诱导的肥胖和血糖升高。虽然Ildr1-/-小鼠比野生型小鼠摄入更多的食物，但它们在高脂肪饮食下体重增加较少，并表现出增加的代谢活性。此外，Ildr1-/-小鼠的脂肪细胞比野生型小鼠的脂肪细胞小得多。Ildr1在胰岛的α细胞和β细胞中表达。基于口服葡萄糖和混合餐耐受试验，Ildr1-/-小鼠在降低餐后血糖水平方面更有效，胰岛素敏感性得到改善，缺乏ILDR1的小鼠的葡萄糖调节胰岛素分泌得到增强[1]。

Ildr1通过结合PLSCR1促进流感A病毒的复制。PLSCR1是一种天然的抗病毒调节因子，通过与流感病毒NP蛋白相互作用来抑制流感病毒在感染细胞中的复制。然而，其抗病毒功能及其潜在的调节机制在体内尚未得到研究。研究表明，PLSCR1在H1N1 SIV感染的小鼠中表达下调，Plscr1-/-小鼠对H1N1 SIV感染更易感。通过酵母双杂交筛选，研究人员发现Ildr1是PLSCR1的一个新型结合伴侣。Ildr1在肺中高度表达，其表达水平在病毒感染后增加。有趣的是，Ildr1不能直接与病毒NP蛋白相互作用，但可以与PLSCR1竞争性结合。这些数据表明，存在一个以前未知的PLSCR1-ILDR1-NP调节通路，在限制流感A病毒感染中起着重要作用[2]。

Ildr1对细胞旁水运输和尿液浓缩机制至关重要。在小鼠肾脏中，Ildr1定位于远曲小管的细胞旁紧密连接。在小鼠肾脏中敲除Ildr1基因导致多尿和多饮，这是由于肾脏浓缩功能缺陷。活肾远曲小管的微灌注表明，正常动物对这些小管的水通透性不敏感，但在Ildr1敲除动物中，它们对水的通透性变得很高，而细胞旁离子通透性在Ildr1敲除小鼠的肾小管中并未受到影响。尽管血管加压素对Ildr1敲除动物的正常转细胞水通道蛋白-2依赖途径有正常的影响，但它不能纠正细胞旁水丢失。在通常缺乏Ildr1表达的培养肾上皮细胞中，Ildr1的过表达显着降低了细胞旁水通透性。因此，本研究提供了一种细胞如何运输水的机制，并展示了如何利用这种机制作为治疗途径以维持水稳态[3]。

ILDR1在维持内耳的紧密连接结构和功能完整性方面发挥着重要作用。Ildr1敲除小鼠表现出早期严重听力丧失，伴随耳蜗毛细胞的快速变性，但内耳电位正常。Ildr1不是将三联蛋白募集到tTJs所必需的，然而，在Ildr1敲除小鼠的内耳感觉上皮中，三联蛋白在出生后第一周后变得错位。冷冻断裂电子显微镜显示，Ildr1对内耳tTJs的超结构有贡献。这些数据为了解人类DFNB42听力丧失的病理生理学提供了见解，并证明了ILDR1对于通过维持tTJs的结构和功能完整性来维持正常听力至关重要[4]。

ILDR1缺乏会导致耳蜗外毛细胞退化并破坏耳蜗的结构，这是人类DFNB42的动物模型。在杂合子小鼠中，ILDR1在耳蜗的OHCs和IHCs中表达。ILDR1缺乏小鼠在出生后第21天(P21)时完全聋。在ILDR1缺乏小鼠的支持细胞和IHCs中没有观察到显着差异，但在P15时发生了OHCs的进行性退化，并且在P21时注意到耳蜗隧道被破坏。到P28时，耳蜗的任何回转中都没有可见的OHCs，耳蜗隧道完全破坏。ILDR1缺乏影响三联蛋白在体内的表达，这为听力丧失提供了一个可能的解释。为了进一步阐明与ILDR1缺乏相关的听力丧失的机制，研究人员采用了一种差异蛋白质组学方法，全面评估了P21时Ildr1(+/-)和Ildr1(-/-)小鼠耳蜗中的差异蛋白质表达。总的来说，与Ildr1(+/-)小鼠相比，Ildr1(-/-)小鼠中上调了708种蛋白质(倍数变化>1.5)，下调了114种蛋白质(倍数变化<0.5)。基因本体分类表明，许多差异表达的蛋白质参与细胞粘附、蛋白质和囊泡介导的转运、细胞死亡、膜组织和细胞稳态。其中一些蛋白质与听力发育密切相关。总的来说，这些数据表明ILDR1对于OHCs的存活很重要，并为人类DFNB42听力丧失的发病机制提供了新的见解[5]。

Angulin蛋白ILDR1和ILDR2通过结合剪接因子TRA2A、TRA2B或SRSF1调节选择性前mRNA剪接。Angulin蛋白是一组进化上保守的I型跨膜蛋白，包含一个细胞外Ig样结构域。在哺乳动物中，已经发现了三种Angulin蛋白，即免疫球蛋白样结构域包含受体1（ILDR1）、免疫球蛋白样结构域包含受体2（ILDR2）和脂解刺激的脂蛋白受体（LSR）。所有三种蛋白质都被证明定位于紧密连接（TJs），并且对于TJs的形成很重要。ILDR1基因的突变已被证明会导致非综合征性听力损失（NSHL）。在目前的工作中，研究人员表明ILDR1与剪接因子TRA2A、TRA2B和SRSF1结合，并在剪接因子存在的情况下转移到细胞核中。此外，ILDR1影响Tubulin delta 1（TUBD1）、IQ motif containing B1（IQCB1）和Protocadherin 19（Pcdh19）的选择性剪接。进一步的研究表明，ILDR2，而不是LSR，也结合到剪接因子并调节选择性剪接。当用siRNAs在培养细胞中敲低内源性ILDR1和ILDR2表达时，TUBD1和IQCB1的选择性剪接受到影响。因此，研究人员表明Angulin蛋白ILDR1和ILDR2通过结合剪接因子TRA2A、TRA2B或SRSF1参与选择性前mRNA剪接的调节[6]。

综上所述，Ildr1基因在多种生理过程中发挥着重要作用。ILDR1在调节食欲、代谢活动、水运输和听力等方面发挥着关键作用。ILDR1的突变与人类非综合征性听力损失（DFNB42）有关。此外，ILDR1还参与调节选择性前mRNA剪接。因此，Ildr1基因的研究对于深入理解其生物学功能和在疾病发生中的作用至关重要。