Hoxb5-KO 基因敲除小鼠

HOXB5是HOX基因家族的一员，HOX基因是一类在胚胎发育过程中起着关键作用的转录因子，它们通过编码同源结构域蛋白，在胚胎发育过程中调控基因的表达。HOXB5在多种癌症中发挥着重要作用，包括前列腺癌、结直肠癌、胰腺癌、骨肉瘤、膀胱癌和乳腺癌等。

在前列腺癌中，HOXB5的表达与神经内分泌分化及预后不良相关。研究发现，在128例局部前列腺癌中，有56例（43.8%）HOXB5呈阳性。HOXB5阳性的病例在前列腺切除术后前列腺特异性抗原复发无病生存率较低。在74例转移性前列腺癌中，有43例（58.1%）HOXB5呈阳性。HOXB5的表达在转移性前列腺癌中高于局部前列腺癌。HOXB5敲低抑制了细胞生长和侵袭，而HOXB5过表达则增加了细胞生长和侵袭。此外，HOXB5还调节RET表达。基因集富集分析显示，低HOXB5表达组富集了Nelson雄激素反应基因集。RB1敲除增加了HOXB5的表达。值得注意的是，p53敲低进一步增加了RB1敲除细胞中HOXB5的表达。计算机分析表明，HOXB5在神经内分泌前列腺癌（NEPC）中的表达增加。这些结果表明，HOXB5可能是前列腺切除术后有希望的预后标志物，并参与向NEPC的进展[1]。

在结直肠癌中，HOXB5的表达与远处转移、更高的AJCC分期和不良预后呈正相关。HOXB5的表达是结直肠癌患者复发和生存的独立和重要风险因素。HOXB5过表达通过转激活与转移相关的基因C-X-C趋化因子受体4（CXCR4）和整合素亚单位β3（ITGB3）来促进结直肠癌转移。C-X-C趋化因子配体12（CXCL12），CXCR4的配体，通过细胞外调节蛋白激酶（ERK）/ETS原癌基因1，转录因子（ETS1）途径上调HOXB5的表达。HOXB5敲低降低了CXCL12增强的结直肠癌转移。此外，AMD3100，一种特定的CXCR4抑制剂，显著抑制了HOXB5介导的结直肠癌转移。HOXB5的表达与CXCR4和ITGB3的表达呈正相关，HOXB5/CXCR4或HOXB5/ITGB3共表达阳性的患者预后最差。这些研究表明，HOXB5是结直肠癌的预后生物标志物，并定义了一个CXCL12-HOXB5-CXCR4正反馈回路，在促进结直肠癌转移中发挥着重要作用[2]。

在神经系统的发育中，HOXB5与RET基因的表达调控密切相关。RET基因对于肠神经系统的发育至关重要，RET表达的失调会导致赫希施普龙病。HOXB5调节RET转录，HOXB5转录调控的干扰导致RET表达减少和肠神经系统发育缺陷。研究发现，HOXB5结合到RET基因的第一个内含子中的多物种保守序列（MCS+9.7）。通过RET迷你基因报告系统，发现MCS+9.7增强了HOXB5从RET启动子的转激活。HOXB5结合位点的缺失干扰了HOXB5的转激活。此外，转染的HOXB5诱导内源RET转录，增强了TATA-box结合蛋白与RET转录起始位点共沉淀，并在RET转录起始位点上游和下游的染色质区域诱导组蛋白H3K4三甲基化。这些结果表明，HOXB5与MCS+9.7的物理相互作用增强了RET转录，改变了RET位点的染色质构象和组蛋白修饰，这可能有助于转录复合物的形成，并增强RET转录。因此，HOXB5对RET表达的失调可能导致RET表达不足和赫希施普龙病[3]。

在神经嵴（NC）的发育中，HOXB5通过直接诱导Foxd3（一个NC特化基因和生存基因）的表达来调控NC的发育。研究发现，在人NC衍生的神经母细胞瘤细胞中，HOXB5结合并转激活了人类和小鼠Foxd3启动子。在体内，Wnt1-Cre介导的小鼠胚胎背神经管中HOXB5信号的干扰导致Foxd3下调。在卵内，Foxd3减轻了由干扰的HOXB5信号引起的神经细胞凋亡，而HOXB5在鸡神经管中诱导Foxd3的异位表达。这项研究证明了HOXB5（一个A-P模式基因）通过直接诱导Foxd3来调控NC的发育[4]。

在胰腺癌中，HOXB5通过miR-6723通路促进恶性进展。研究发现，PC组织中HOXB5的表达水平高于非癌组织，高HOXB5表达与PC预后不良显著相关。HOXB5敲低抑制了体外PC细胞的克隆形成和增殖、侵袭和迁移。相反，这些活性通过HOXB5过表达而增强。HOXB5结合两个协同基序调节miR-6723的表达，并有助于PC的恶性进展。在体内，验证了HOXB5在促进肿瘤生长和转移中的作用。进一步的研究发现，Twist1和Zeb1的表达水平因HOXB5而增加。这些结果表明，HOXB5过表达与PC预后不良显著相关。HOXB5通过上调miR-6723，赋予PC细胞干细胞样特性并促进PC细胞的上皮-间质转化，从而加速PC的恶性进展[5]。

在骨肉瘤中，HOXB5通过激活JAK2/STAT3信号通路促进细胞进展和转移。研究发现，在骨肉瘤组织中，HOXB5的表达升高，并与远处转移密切相关。沉默HOXB5降低了骨肉瘤细胞的增殖、迁移和侵袭；防止了荷瘤裸鼠中肿瘤的进展和转移；并降低了JAK2/STAT3信号通路中关键蛋白的活化。通过JAK2/STAT3信号通路，HOXB5在骨肉瘤的恶性进展中起着关键作用，是骨肉瘤治疗的潜在靶点[6]。

在血液系统发育中，HOXB5将多能血液祖细胞重编程为造血干细胞样细胞。研究发现，在多能祖细胞中诱导表达HOXB5导致产生了一种新的Sca1+ c-kit+ CD11b+ CD48+（CD11b+ CD48+ SK）细胞类型，这种细胞类型能够在连续移植中重建长期的多系造血。RNA-seq分析表明，CD11b+ CD48+ SK细胞表现出获得的DNA复制和细胞分裂特征。这项研究揭示了HOXB5能够赋予多能祖细胞自我更新能力，并指出了一种从血液谱系细胞中在体内产生HSC样细胞的替代方法[7]。

在膀胱癌中，HOXB5的表达与临床特征相关。研究发现，HOXB5在35例人类膀胱癌组织和8个细胞系中频繁过表达。抑制HOXB5抑制了癌细胞的致癌功能。通过生物信息学，发现一个SNP（1010A/G）位于HOXB5 3'-UTR的microRNA-7结合位点。实时PCR用于测试不同等位基因对HOXB5表达的影响。最后，多变量logistic回归分析用于确定SNP（1010A/G）频率与391例临床特征之间的关系。HOXB5在膀胱癌组织和细胞系中频繁过表达。接下来，我们证明了位于HOXB5 3'-UTR的microRNA-7结合位点内的SNP（1010A/G）主要通过microRNA-7和SNP相关mRNA稳定性的差异结合活性来影响HOXB5的表达。最后，我们还发现1010G基因型在癌症组中的频率高于正常对照组，并且与高风险和高分期的风险相关。这些结果表明，HOXB5在膀胱癌中过表达。位于3'-UTR的miRNA结合SNP（1010A/G）与基因表达相关，可能是膀胱癌的有希望的预后因素[8]。

在神经嵴细胞的发育中，HOXB5在迷走神经和躯干神经嵴细胞的存活和细胞谱系分化中发挥着重要作用。研究发现，HOXB5直接转录调控NC特化基因（Sox9和Foxd3）的基因调控网络（GRN）。此外，还回顾了HOXB5在迷走神经嵴细胞中转录调控Ret的研究。功能冗余性存在于同一旁系群中的Hox蛋白（Hoxa5和Hoxc5）之间，以及Hoxb5转录调控目标基因的Hox辅因子、协作因子和转录因子的协同作用也将被讨论[9]。

在乳腺癌中，HOXB5通过Wnt/β-catenin通路促进进展。研究发现，HOXB5在乳腺癌组织和细胞中的表达增加，并且与肿瘤大小、TNM分期和淋巴结转移呈正相关。失去HOXB5表达抑制了乳腺癌细胞的克隆形成、增殖、迁移和侵袭。HOXB5的敲低显著失活了Wnt/β-catenin通路。此外，Wnt/β-catenin通路有可能中和HOXB5在乳腺癌中的致癌功能。这些结果表明，HOXB5可能参与乳腺癌的侵袭性进展。HOXB5在乳腺癌中的作用是通过Wnt/β-catenin通路介导的[10]。

综上所述，HOXB5在多种癌症中发挥着重要作用，包括前列腺癌、结直肠癌、胰腺癌、骨肉瘤、膀胱癌和乳腺癌等。HOXB5的表达与神经内分泌分化、远处转移、更高的AJCC分期和不良预后相关。HOXB5通过转录调控、信号通路激活和细胞重编程等多种机制影响肿瘤的发生和发展。此外，HOXB5还与RET基因的表达调控、神经嵴的发育和血液系统的发育密切相关。HOXB5的研究有助于深入理解肿瘤的发生和发展机制，为肿瘤的治疗和预防提供新的思路和策略。