Tmprss3-KO 基因敲除小鼠

TMPRSS3，也称为跨膜蛋白酶，丝氨酸3，是一种重要的跨膜丝氨酸蛋白酶。它属于II型跨膜丝氨酸蛋白酶（TTSP）家族，编码一种蛋白酶，该蛋白酶还包含低密度脂蛋白受体A（LDLRA）和富含半胱氨酸的清道夫受体（SRCR）结构域。目前，已经发现14种致病突变，这些突变不仅发生在催化结构域，还发生在LDLRA和SRCR结构域，这些突变导致DFNB8/10型耳聋。体外实验表明，TMPRSS3突变体蛋白酶无活性，这表明TMPRSS3蛋白酶活性对于正常的听觉功能至关重要。然而，LDLRA和SRCR结构域中的错义突变如何影响TMPRSS3的蛋白酶活性仍有待阐明。尽管目前对TMPRSS3在听觉系统中的作用尚未完全了解，但已经发现它可以在体外调节ENaC钠通道的活性，因此可能参与调节耳蜗中的钠浓度。TMPRSS3突变不是遗传性耳聋的常见原因，但其功能的阐明对于更好地理解听力以及为治疗干预提供生物学靶点仍然很重要[2]。

TMPRSS3基因的突变是常染色体隐性非综合征型耳聋的重要原因。TMPRSS3基因突变引起的耳聋具有表型异质性，范围从轻度到重度耳聋，并且通常是进行性的。TMPRSS3突变引起的临床表现和自然病史因基因中突变的位置和类型而显著不同。了解这些基因型-表型关系以及相关的自然病史对于成功开发和应用基于基因的治疗和精准医学方法治疗DFNB8/10至关重要。TMPRSS3相关疾病的异质性表现使得在临床上难以识别患者。随着关于TMPRSS3相关耳聋的文献的增多，需要更好地对与TMPRSS3基因中特定突变相关的听力表型进行分类。本文总结了TMPRSS3基因型-表型关系，包括对TMPRSS3相关耳聋患者的自然病史的详细描述，为TMPRSS3治疗使用分子疗法奠定了基础。TMPRSS3突变是遗传性耳聋的重要原因。所有TMPRSS3突变的患者都表现出严重的先天性（DFNB10）或后天性（DFNB8）进行性感音神经性耳聋。重要的是，TMPRSS3突变尚未与中耳或前庭功能缺损相关。c.916G>A（p.Ala306Thr）错义突变是各个种群中最常报道的突变，应进一步探索作为分子治疗的目标[1]。

TMPRSS3基因变异与听力损失有关，并且对听觉治疗和咨询具有重要意义。双等位基因TMPRSS3变异与非综合征型耳聋相关，与种族无关。在TMPRSS3变异患者中，耳蜗植入术的预后良好。因此，强烈建议对TMPRSS3变异患者进行耳蜗植入术以进行听力康复[3]。

突变TMPRSS3相关的内耳类器官中的毛细胞退化。TMPRSS3基因编码的II型跨膜蛋白酶3（TMPRSS3）的突变导致人类听力损失，尽管导致TMPRSS3相关听力损失的潜在机制仍然不清楚。研究人员结合使用干细胞衍生的内耳类器官和单细胞RNA测序来研究TMPRSS3的作用。缺陷的TMPRSS3导致毛细胞凋亡，而不改变毛细胞的发育和机械转导装置的形成。在退化之前，TMPRSS3敲除毛细胞显示出BK通道的数量减少和编码钙离子结合蛋白的基因的表达降低，这表明细胞内稳态的破坏。在内耳类器官的细胞膜和内质网中检测到蛋白酶活性的TMPRSS3。这项体外模型复现了与遗传相关的内耳异常的显著特征，并将成为研究内耳疾病的有力工具[4]。

TMPRSS3是乳腺癌的一个新的不良预后因素。据报道，跨膜蛋白酶，丝氨酸3（TMPRSS3）在癌症中过表达。然而，TMPRSS3在乳腺癌（BC）中的表达及其生物学作用尚未报道。本研究旨在调查BC中TMPRSS3的表达及其与BC预后的关系。本研究涉及2004年至2007年间诊断的149例BC组织和相邻非癌组织。使用免疫组化比较BC和相邻非癌组织中TMPRSS3的表达模式。Kaplan-Meier和Cox回归分析用于评估TMPRSS3表达在BC患者中的预后意义。结果表明，与相邻非癌组织相比，BC中TMPRSS3的表达显著增加。TMPRSS3表达水平高与TNM分期、淋巴结转移和Ki-67表达相关。此外，与TMPRSS3表达水平低的BC患者相比，TMPRSS3表达水平高的BC患者的总生存期（OS）和无病生存期（DFS）更低。多变量分析表明，淋巴结转移、TNM分期和TMPRSS3表达是BC患者OS的独立预后因素，而淋巴结转移和TMPRSS3表达是BC患者DFS的独立预后因素。这项研究证明了TMPRSS3表达是BC患者的一个独立预后因素。TMPRSS3潜在结合蛋白的生物信息学分析表明，TMPRSS3可能是癌症途径的关键调节因子。这项研究有助于我们更好地了解TMPRSS3在癌症中的功能[5]。

TMPRSS3通过调节circ-Slc4a2、miR-182和Akt级联反应调节HEI-OC1细胞的细胞活力和凋亡过程。本研究旨在研究跨膜蛋白酶，丝氨酸3（TMPRSS3）的功能和调节机制，TMPRSS3在感音神经性耳聋中发挥着重要作用。本研究使用了包含听觉相关细胞的House Ear Institute-Organ of Corti 1（HEI-OC1）细胞。设计并转染了TMPRSS3的过表达载体和小发卡RNA靶向TMPRSS3。进行了circRNA测序，并获得了表达谱。使用收敛和发散引物进行聚合酶链反应和Sanger测序验证circRNAs的环状结构。与对照相比，TMPRSS3的过表达增加了细胞活力，而TMPRSS3的抑制增加了细胞凋亡的百分比并降低了细胞活力。circRNA测序提供了表达谱，表明TMPRSS3的过表达增加了195个circRNAs的表达水平。GO（基因本体）和KEGG（京都基因与基因组百科全书）研究的结果表明，circRNAs集中在RAS信号通路。该通路，circ-Slc41a2（chr10：82744115|82767120）、miR-182和Akt，可能是TMPRSS3的一个关键级联反应。TMPRSS3是HEI-OC1细胞细胞活力和细胞凋亡调节的重要分子。其功能依赖于circ-Slc41a2、miR-182和Akt级联反应[7]。

TMPRSS3通过调节卵巢癌细胞增殖、侵袭和转移来调节细胞活力和凋亡过程。在卵巢癌中检测到跨膜蛋白酶，丝氨酸3（TMPRSS3）的过表达。然而，TMPRSS3在卵巢癌中的分子机制仍然不清楚。本研究发现TMPRSS3在卵巢癌细胞中显著表达。TMPRSS3的过表达促进了A2780细胞的增殖、侵袭和迁移。相反，在HO8910细胞中敲低TMPRSS3抑制了增殖、侵袭和迁移。此外，TMPRSS3影响了E-钙粘蛋白、波形蛋白和Twist的表达水平。此外，TMPRSS3在卵巢癌细胞中诱导了ERK1/2的激活，ERK1/2通路对于TMPRSS3介导的卵巢癌细胞增殖、侵袭和迁移是必需的。最后，敲低TMPRSS3抑制了卵巢癌HO8910细胞在体内的生长和转移。总的来说，本研究表明TMPRSS3在卵巢癌的发生和进展中起着关键作用。因此，TMPRSS3是卵巢癌的一个潜在的靶向治疗靶点[6]。

综上所述，TMPRSS3是一种重要的跨膜丝氨酸蛋白酶，其突变与遗传性耳聋相关，并且与听力损失的临床治疗和咨询具有重要意义。TMPRSS3在听觉系统中的作用目前尚未完全明确，但其功能对于更好地理解听力以及为治疗干预提供生物学靶点仍然很重要。此外，TMPRSS3在癌症中也发挥着重要作用，其表达水平与乳腺癌和卵巢癌的预后相关，并可能成为癌症治疗的潜在靶点。对TMPRSS3的深入研究有助于我们更好地理解其生物学功能和在疾病中的作用，为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。