Dapk2-KO 基因敲除小鼠

Dapk2，也称为死亡相关蛋白激酶2，是一种钙调素（CaM）调节的丝氨酸/苏氨酸激酶，属于死亡相关蛋白激酶（DAPK）家族。DAPK2在细胞凋亡、自噬和多种发育过程中发挥着重要作用。DAPK2在肿瘤抑制、炎症反应和代谢调控等方面具有重要作用。

DAPK2作为肿瘤抑制因子，在多种癌症中发挥重要作用。DAPK2通过与其相关蛋白（如TNF、IFN等）相互作用，参与细胞凋亡和自噬过程。DAPK2的表达导致细胞结构改变，最终通过细胞凋亡导致细胞死亡。研究表明，DAPK2通过激活自噬途径来抑制肿瘤生长。DAPK2与AMPK、mTORC1和p73等蛋白质相互作用，从而激活自噬途径。此外，DAPK2还通过与其家族成员p73和JNK相互作用，诱导细胞凋亡途径。因此，DAPK2在细胞生理学中起着至关重要的作用，并影响各种因素和信号通路。因此，DAPK2可能成为治疗各种癌症（包括胃、卵巢、乳腺等）的潜在靶点[1]。

DAPK2是mTORC1活性和自噬的新型调节因子。自噬是一种紧密调节的分解代谢过程，在细胞受到多种应激信号刺激时上调。抑制哺乳动物雷帕霉素靶点复合物1（mTORC1）是诱导自噬的关键步骤。研究发现，DAPK2直接与mTORC1相互作用并磷酸化，抑制mTOR活性以促进自噬诱导。DAPK2的敲低降低了由氨基酸剥夺或细胞内钙离子水平升高引起的自噬。分子水平上，DAPK2的耗竭干扰了这些应激引起的mTORC1抑制，如mTORC1底物ULK1、p70核糖体S6激酶和真核细胞起始因子4E结合蛋白1的磷酸化状态所示。在非应激细胞中，DAPK2的耗竭也显示出mTORC1激酶活性的增加。DAPK2与mTORC1复合物的成分相关，如通过mTOR及其复合物伙伴raptor（mTOR的调节相关蛋白）和ULK1的免疫共沉淀所示。DAPK2还能够直接与raptor相互作用，如重组蛋白结合实验所示。最后，DAPK2被证明能够在体外磷酸化raptor。这种磷酸化被定位到raptor中高度磷酸化的区域内的Ser721位点，该位点 previously 已被证明可以调节mTORC1活性。因此，DAPK2是mTORC1的新型激酶，并且可能是这个多蛋白复合物的新成员，在应激和稳态条件下调节mTORC1活性和自噬水平[2]。

DAPK2的下调与人类肥胖中脂肪细胞自噬清除减弱相关。肥胖时脂肪组织功能障碍与低度炎症导致胰岛素抵抗有关。转录组研究已发现DAPK2是人类肥胖中脂肪组织中下调最明显的基因之一。研究发现，成熟的脂肪细胞而非脂肪组织中的基质血管细胞主要表达DAPK2。在肥胖患者中，DAPK2 mRNA在减肥手术后逐渐恢复。DAPK2 mRNA在由高脂饮食引起的肥胖小鼠中也下调。腺病毒介导的DAPK2在3T3-L1脂肪细胞中的过表达不影响脂滴大小或细胞活力，但确实在营养丰富的条件下增加了自噬清除，依赖于蛋白激酶活性。相反，通过小干扰RNA（siRNA）抑制人类前脂肪细胞中的DAPK2，降低了LC3-II的积累率，并使用溶酶体抑制剂。这导致研究人员评估了从肥胖患者的皮下脂肪组织中分离的脂肪细胞中自噬清除。与对照脂肪细胞相比，肥胖脂肪细胞中观察到自噬通量的严重减少，与脂肪细胞脂质成反比。减肥手术后，脂肪细胞自噬清除部分恢复，与脂肪细胞大小的减少程度成正比。这项研究将脂肪细胞中自噬调节激酶的表达、溶酶体介导的清除和脂肪细胞脂质积累联系起来；它证明了肥胖相关脂肪细胞中自噬的减弱，并确定了DAPK2在这个调节中的作用[3]。

DAPK2在调节癌细胞中的氧化应激方面发挥着重要作用。DAPK2是一种丝氨酸/苏氨酸激酶，属于DAPK家族。DAPK2在程序性细胞死亡、自噬调节和多种发育过程中发挥重要作用。研究发现，DAPK2通过维持线粒体完整性来调节癌细胞中的氧化应激。RNA干扰介导的DAPK2耗竭导致基本的代谢变化，包括氧化磷酸化速率显著降低，以及线粒体膜电位的整体不稳定。这种现象进一步得到线粒体超氧阴离子产生增加和氧化应激增加的证实。这导致经典应激激活激酶（如ERK、JNK和p38）的激活，这在DAPK2基因消除时可以观察到。有趣的是，过表达激酶失活的DAPK2突变体进一步增强了氧化应激的产生，表明DAPK2的激酶结构域对于维持线粒体完整性和由此推断的细胞代谢至关重要[4]。

DAPK2通过促进其二聚化和保护关键调节性磷酸化位点而被14-3-3蛋白灭活。DAPK2是一种CaM调节的Ser/Thr蛋白激酶，参与细胞凋亡、自噬、粒细胞分化和运动调节，其活性受自身抑制、自身磷酸化、二聚化和与支架蛋白14-3-3的相互作用控制。然而，14-3-3介导的DAPK2调节的结构基础尚不清楚。研究发现，Thr369在DAPK2羧基端的磷酸化创建了一个高亲和力的典型模式III 14-3-3结合基序，并且通过二萜苷类糖苷Fusicoccin A进一步增强。此外，浓度依赖性DAPK2二聚化被Ca2+/CaM结合破坏，并通过14-3-3结合在溶液中稳定，从而保护DAPK2抑制性自身磷酸化位点Ser318免受去磷酸化，并防止Ca2+/CaM结合。总的来说，这些发现提供了14-3-3介导的DAPK2抑制的机制见解，并强调了DAPK2:14-3-3复合物作为抗炎治疗靶点的潜力[5]。

DAPK2是E2F1/KLF6的靶基因，参与其促凋亡功能。DAPK2属于促凋亡Ca2+/钙调蛋白调节的丝氨酸/苏氨酸激酶家族。研究人员最近发现DAPK2是粒细胞分化的增强因子。为了确定转录调控DAPK2的因子，研究人员克隆了DAPK2基因5'-侧翼区域的2.7 kb。研究发现，E2F1和Krüppel样因子6（KLF6）强烈激活DAPK2启动子。将E2F1和KLF6反应元件定位到包含KLF6和Sp1的多个结合位点的GC丰富的区域，但不含E2F结合位点。此外，研究人员还表明，E2F1和KLF6对DAPK2的转录激活依赖于Sp1，使用Sp1/KLF6缺陷的昆虫细胞、米曲霉素A处理以阻断Sp1结合或Sp1敲低细胞。染色质免疫沉淀发现Sp1和较少程度的E2F1和KLF6被募集到DAPK2启动子。E2F1在骨肉瘤细胞中的激活导致内源性DAPK2增加，细胞死亡平行增加。抑制DAPK2的表达导致E2F1激活后细胞死亡显著减少。同样，KLF6在H1299细胞中的表达增加了DAPK2水平，伴随着细胞死亡，当DAPK2敲低时，细胞死亡明显减少。此外，E2F1和KLF6在激活DAPK2启动子时表现出协同作用。总之，这些发现确定了DAPK2是E2F1和KLF6的新型Sp1依赖性靶基因，参与细胞死亡反应[6]。

来自骨髓间充质干细胞（BMSCs）的细胞外囊泡（exosomes）miR-133a-3p通过靶向DAPK2减轻脑缺血再灌注损伤。脑缺血再灌注（CI/R）损伤是缺血性卒中治疗后的一种并发症。据报道，来自BMSCs的细胞外囊泡在CI/R损伤中起着重要作用。然而，BMSCs来源的细胞外囊泡是否可以通过携带miRNA来调节CI/R损伤仍有待进一步探讨。RNA测序用于鉴定差异表达的miRNA。为了在体外模拟CI/R，将SH-SY5Y细胞暴露于氧葡萄糖剥夺/再氧合（OGD/R）。通过CCK8试验测试SH-SY5Y细胞的活力，并使用TUNEL染色检测细胞凋亡。miR-133a-3p在来自缺血性卒中患者血浆的细胞外囊泡中减少。miR-133a-3p的上调显着逆转了OGD/R诱导的SH-SY5Y细胞生长抑制。一致地，BMSCs来源的细胞外囊泡miR-133a-3p可以通过抑制凋亡来恢复OGD/R降低的SH-SY5Y细胞增殖。同时，DAPK2是miR-133a-3p的直接靶点。此外，OGD/R显着上调了SH-SY5Y细胞中DAPK2的水平，并减弱了p-Akt和p-mTOR的表达，而BMSCs来源的细胞外囊泡miR-133a-3p显着逆转了这些现象。BMSCs来源的细胞外囊泡miR-133a-3p可以通过抑制自噬来逆转OGD/R诱导的细胞凋亡。此外，BMSCs来源的细胞外囊泡miR-133a-3p在体内显着减轻了CI/R损伤的症状。BMSCs来源的细胞外囊泡miR-133a-3p通过靶向DAPK2/Akt信号通路减轻CI/R损伤。因此，这项研究可能为发现对抗CI/R损伤的新策略提供新的思路[7]。

DAPK2的过表达通过抑制人胎盘微血管内皮细胞自噬通过mTOR信号通路减轻妊娠高血压综合征中胎盘细胞的氧化损伤和凋亡。DAPK2在细胞过程（包括存活、凋亡和自噬）中显示出功能作用。这项研究旨在确定DAPK2对妊娠高血压综合征（HDCP）中胎盘细胞氧化损伤和凋亡的影响，通过mTOR途径。基于微阵列的基因表达分析用于预测与HDCP相关的差异表达基因。为了研究DAPK2在HDCP细胞中的具体机制，胎盘微血管内皮细胞用DAPK2和mTOR的模拟物或siRNA处理，以检测相关基因的表达、细胞自噬和凋亡以及氧化损伤。最后，通过建模HDCP大鼠来验证细胞实验结果。DAPK2在HDCP中下调，并能激活mTOR。此外，DAPK2的过表达导致HPVECs中自噬减少，以及胎盘细胞中凋亡和氧化损伤减少，如Beclin-1、LC3 II/LC3 I和Bax的显着降低，以及Bcl-2、4EBP1和p70S6K的增加所示。它还改善了HDCP大鼠的血压升高。该研究定义了DAPK2通过mTOR激活对HDCP中胎盘细胞氧化损伤和凋亡的缓解作用。总的来说，DAPK2调节mTOR通路为HDCP治疗提供了有希望的治疗方法[8]。

DAPK2是TRAIL诱导的细胞凋亡的新型调节因子。靶向TRAIL介导的信号通路中涉及的分子已被许多人誉为一种潜在的神奇子弹，可以有效地杀死癌细胞，而对正常细胞的副作用很小。事实上，最初的临床试验表明，针对TRAIL受体、死亡受体（DR）4和DR5的抗体在癌症患者中耐受性良好。尽管在临床环境中存在疗效问题，但正在开发触发TRAIL介导的细胞凋亡的新方法，其临床潜力正在重新评估。不幸的是，与其他癌症治疗方法一样，许多患者对TRAIL诱导的细胞凋亡产生耐药性，因此迫切需要确定可能可靶向并可用于联合疗法的额外耐药机制。研究发现，DAPK2是TRAIL信号通路的调节因子。使用RNA干扰技术对DAPK2进行基因消除导致NF-κB的磷酸化和其在多种癌细胞系中的转录活性。这导致多种NF-κB靶基因的诱导，包括促凋亡的DR4和DR5。DR4和DR5蛋白表达在细胞表面相应增加，这导致耐药细胞对TRAIL诱导的杀伤敏感，p53不依赖。由于DAPK2是一种激酶，因此它易于药物开发，因此这些数据为克服临床TRAIL耐药性提供了一条新的途径[9]。

综上所述，DAPK2在细胞生理学、肿瘤抑制、炎症反应和代谢调控等方面发挥着重要作用。DAPK2通过激活自噬途径、抑制mTOR活性和调节细胞凋亡途径等机制发挥其功能。DAPK2的下调和过表达与多种疾病的发生和发展相关，包括癌症、肥胖、脑缺血再灌注损伤和妊娠高血压综合征。DAPK2的研究为深入理解细胞凋亡、自噬和代谢调控的机制提供了新的思路，并为开发新的治疗策略提供了潜在靶点。