Rarres1-KO 基因敲除小鼠

RARRES1（Retinoic Acid Receptor Responder 1），也称为RA受体反应蛋白1，是一种编码细胞表面蛋白的基因。该基因编码的蛋白主要在足细胞中表达，足细胞是肾小球滤过屏障的重要组成部分。RARRES1的表达在多种肾小球疾病中上调，并与肾功能的下降相关。研究表明，RARRES1的表达在局灶节段性肾小球硬化症（FSGS）和糖尿病肾病（DKD）中增加，且其表达与肾功能的下降呈正相关。在体外实验中，RARRES1的过表达能够诱导足细胞凋亡，从而促进肾小球疾病的进展。RARRES1的这种促凋亡作用依赖于其在细胞外结构域的裂解，突变其裂解位点可以消除其促凋亡效应。此外，可溶性RARRES1（sRARRES1）可以内吞并被足细胞摄取，与RIO激酶1（RIOK1）相互作用并抑制其活性，进而激活p53，导致足细胞凋亡。在动物模型中，足细胞特异性过表达RARRES1会导致明显的肾小球损伤和蛋白尿，而过表达RARRES1裂解突变体则没有这种效应。相反，足细胞特异性敲低Rarres1可以减轻阿霉素诱导的肾病中的肾小球损伤[1]。

RARRES1的细胞毒性作用完全依赖于其蛋白水解裂解成可溶性蛋白（sRARRES1）并随后通过内吞作用被足细胞摄取，因为裂解突变的RARRES1在体外或体内均无作用。RARRES1的表达在人类肾小球疾病中上调，因此研究者们研究了小鼠中足细胞特异性过表达RARRES1对实验性FSGS和DKD的影响，以及长期过表达RARRES1对缓慢发展的年龄相关肾脏损伤的影响。如预期的那样，足细胞过表达RARRES1（Pod-RARRES1WT）显著恶化了所有三种模型中的肾小球损伤并恶化了肾功能，而过表达RARRES1裂解突变体（Pod-RARRES1MT）则没有这种效应。值得注意的是，sRARRES1的直接摄取也发生在损伤的Pod-RARRES1WT小鼠的近端肾小管中，并与加剧的肾小管损伤、空泡化和脂质积累相关。小鼠肾脏的单细胞RNA测序分析表明，RARRES1导致近端肾小管亚群中的脂质代谢显著失调。研究者们进一步确定了MMP23是一种高度足细胞特异的金属蛋白酶，负责疾病状态下RARRES1的裂解，因为腺相关病毒9介导的MMP23敲低可以消除sRARRES1在体内对肾小管细胞的摄取。因此，研究揭示了以前未知的机制，即足细胞衍生的蛋白直接促进肾小球疾病中的足细胞和肾小管损伤，并表明足细胞特异性的RARRES1和MMP23功能可能是改善肾小球疾病进展的治疗靶点[2]。

RARRES1基因在不同的癌症类型中表现出不同的功能。在皮肤黑色素瘤（SKCM）中，RARRES1的表达下调，与更差的临床病理特征和不良预后相关。RARRES1的诊断效率为0.732。通过GO、KEGG和GSEA富集分析，研究者们发现了30个与RARRES1相关的基因和通路，这些基因和通路主要富集在肿瘤免疫微环境、增殖、凋亡和自噬中。此外，RARRES1的表达与SKCM中各种免疫细胞的浸润呈正相关，特别是巨噬细胞和辅助性T细胞等。基因组和启动子甲基化分析显示，RARRES1启动子的浅缺失和超甲基化会导致SKCM中RARRES1表达降低。免疫组化验证证实了SKCM中RARRES1的下调。此外，RARRES1过表达抑制了A375细胞的增殖和迁移，促进了凋亡，并抑制了自噬流。在小鼠异种移植模型中，RARRES1过表达也抑制了SKCM肿瘤的生长。这些发现表明，RARRES1可能作为一种抑制因子，并可能作为SKCM的预后生物标志物和治疗靶点[3]。

RARRES1在胶质母细胞瘤（GBM）中高度表达，与不良预后相关。RARRES1的表达与GBM患者的分子特征相关，包括间充质亚型、未甲基化的MGMT、IDH1野生型和非G-CIMP，这些都是GBM恶性的分子特征。免疫微环境分析显示，RARRES1与GBM中的免疫检查点PD1、PDL2、TIM3和CTLA4密切相关。此外，根据总体生存和状态分析，RARRES1的高表达被发现是一个不利的预后因素。这表明，RARRES1可能参与GBM的发生和免疫相关过程，并可能作为治疗靶点[4]。

RARRES1在多种癌症中是最常见的甲基化位点之一。RARRES1缺失导致小鼠中滤泡性淋巴瘤（FL）的发生率显著增加。RARRES1缺失的B细胞在淋巴瘤形成之前表现出激活、成熟、分化成抗体分泌浆细胞和细胞周期进程受损。RARRES1缺失增加了B细胞的存活率，并导致未折叠蛋白反应（UPR）和热休克反应（HSR）的激活。RARRES1缺失对细胞代谢有不同的影响，在成纤维细胞中增加了生物能容量，而对B细胞的生物能和代谢影响较小。这些发现揭示了RARRES1是一种体内真正的肿瘤抑制因子，小鼠中RARRES1的缺失促进了细胞存活，并降低了B细胞的分化，具有B细胞自主和非自主功能[5]。

RARRES1通过与SPINK2相互作用，抑制肝细胞癌（HCC）的进展并增加其对仑伐替尼的敏感性。仑伐替尼是一种口服小分子抑制剂，已获批准用于治疗不可切除的HCC患者。高通量方法被用于扫描与仑伐替尼敏感性相关的差异表达基因（DEGs）。功能分析表明，RARRES1过表达降低了HCC的进展，增加了肿瘤对仑伐替尼的敏感性，而RARRES1沉默则增加了HCC细胞的增殖和迁移。机制上，共免疫沉淀实验显示，RARRES1在HCC细胞中与丝氨酸蛋白酶抑制剂Kazal型2（SPINK2）相互作用。进一步研究表明，SPINK2过表达抑制了HCC细胞的增殖和迁移，并增加了对仑伐替尼的敏感性，而SPINK2敲低则促进了细胞进展并降低了仑伐替尼敏感性。HCC组织样本中RARRES1和SPINK2的mRNA和蛋白水平低于正常肝脏组织。这些发现强调了RARRES1通过相互作用SPINK2抑制HCC进展并调节HCC对仑伐替尼的敏感性，代表了HCC中调节对仑伐替尼敏感性的新的肿瘤抑制因子RARRES1/SPINK2轴[6]。

RARRES1是一种新型的肿瘤抑制蛋白，在多种肿瘤细胞中表达下调。然而，它在肾脏透明细胞癌（KIRC）中的免疫反应中的作用尚不清楚，其机制也不明确。RARRES1的表达与KIRC患者的生存率呈负相关。GO生物过程术语中最显著富集的与RARRES1相关的基因是细胞粘附的调节。ICAM1与RARRES1呈正相关，与巨噬细胞的浸润水平相关。RARRES1可以增强Caki-1细胞中ICAM1的表达，然后诱导M1 THP-1细胞的激活，从而降低Caki-1细胞的存活率和诱导其凋亡。RARRES1通过促进ICAM1的表达和诱导M1巨噬细胞的激活来发挥抗肿瘤作用。这为KIRC的分子机制提供了见解，并揭示了一个潜在的治疗靶点[7]。

RARRES1是一种重要的细胞表面蛋白，在多种生物学过程中发挥重要作用。RARRES1在肾小球疾病、皮肤黑色素瘤、胶质母细胞瘤、滤泡性淋巴瘤、肝细胞癌和肾脏透明细胞癌等多种疾病中发挥重要作用。RARRES1的功能包括调节细胞凋亡、免疫反应、细胞代谢和肿瘤抑制等。RARRES1的研究有助于深入理解其在疾病发生和发展中的作用机制，为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。