Bbc3-KO 基因敲除小鼠

Bbc3基因，也被称为Puma（p53 upregulated modulator of apoptosis），是一种编码Bcl-2家族成员的基因，该家族成员通过其BH3结构域与其他Bcl-2家族成员结合，触发与凋亡相关的线粒体事件。Bbc3的表达在多种细胞死亡刺激下增加，包括DNA损伤剂和野生型p53，后者介导DNA损伤诱导的凋亡。p53通过Bbc3启动子区域内的p53结合位点激活Bbc3，表明Bbc3是p53的直接靶点。此外，Bbc3 mRNA还受到p53非依赖性凋亡刺激的影响，包括胸腺细胞的糖皮质激素处理和肿瘤细胞的血清剥夺。具有广泛抗凋亡活性的胰岛素样生长因子-1和表皮生长因子，均足以抑制血清饥饿肿瘤细胞中的Bbc3表达[2]。

Bbc3在多种生物学过程中发挥作用，包括细胞凋亡、细胞生存和自噬。研究表明，Bbc3在胰腺冷保存和复温引起的胰岛损伤中起重要作用。在冷保存过程中，胰岛损伤发生在复温过程中。通过将Bbc3 siRNA转染到胰岛中，在冷保存前在体外沉默Bbc3，可以改善冷保存后的线粒体活力。冷保存导致野生型和Bbc3 KO胰腺中的胰岛产量降低。然而，在培养后，Bbc3 KO胰岛的存活率显著高于野生型胰岛，表明在分离和培养过程中，胰岛损伤/丢失涉及不同的机制。此外，来自冷保存胰腺的Bbc3 KO胰岛显示出HMGB1（高迁移率族盒1蛋白）表达减少和4-羟基壬烯醛（4-HNE）蛋白加合物水平降低，这表明氧化应激减少。在人类胰岛分离过程中，来自冷保存胰腺的消化组织中BBC3蛋白上调。在冷保存过程中，缺氧增加了复温后在培养中分离的人胰岛中的BBC3 mRNA和蛋白质，并降低了胰岛存活率。这些结果表明，BBC3/Bbc3参与了冷保存/复温介导的胰岛损伤，可能是通过调节HMGB1和氧化应激介导的胰岛损伤[1]。

在ER应激诱导的神经元凋亡中，Bbc3/PUMA的表达也显示出重要作用。用tunicamycin处理人SH-SY5Y神经母细胞瘤细胞，迅速诱导了未折叠蛋白反应的目标基因的表达。然而，长期治疗也触发了延迟的、依赖caspase的细胞死亡。微阵列分析显示，在tunicamycin诱导的凋亡过程中，Bcl-2同源结构域3-only家族成员Bbc3/PUMA是上调最强的促凋亡基因。Bbc3/PUMA的表达与Bcl-xL敏感的细胞色素c释放以及caspase-9和-3的激活相关。在p53缺陷的人细胞中，对ER应激物thapsigargin的反应中，以及在短暂性大脑前脑缺血后的大鼠海马神经元中，也观察到了Bbc3/PUMA表达的增加。在SH-SY5Y神经母细胞瘤细胞中，过表达Bbc3/PUMA足以触发凋亡，而Bbc3/PUMA缺陷的人细胞对ER应激的凋亡反应显著降低。这些数据表明，Bbc3/PUMA的转录诱导可能是ER应激诱导的凋亡所必需的[3]。

此外，Bbc3在巨噬细胞中的作用也得到了研究。在暴露于二氧化硅的巨噬细胞中，Bbc3的表达增加，巨噬细胞活化和凋亡增加。通过特异性siRNA敲低Bbc3显著减轻了二氧化硅诱导的影响。此外，结果清楚地显示，在暴露于二氧化硅的巨噬细胞中，自噬水平增加。然而，抑制Bbc3降低了自噬的发生。此外，使用3-MA（一种自噬抑制剂）阻断自噬抑制了二氧化硅诱导的巨噬细胞活化和凋亡。相反，雷帕霉素（一种自噬诱导剂）进一步增强了二氧化硅诱导的影响。来自暴露于二氧化硅的巨噬细胞的条件培养基促进了成纤维细胞的增殖和迁移，而抑制Bbc3/自噬减少了条件培养基对成纤维细胞的影响。在矽肺小鼠模型中，Bbc3敲除小鼠明显表现出自噬和纤维化进展的降低。这些结果表明，降低Bbc3表达可能成为治疗矽肺的新策略[4]。

综上所述，Bbc3是一种重要的促凋亡基因，参与多种生物学过程，包括细胞凋亡、细胞生存和自噬。Bbc3在多种疾病中发挥重要作用，包括糖尿病、神经退行性疾病和矽肺。Bbc3的研究有助于深入理解细胞死亡和生存的机制，为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。