Apcs-KO 基因敲除小鼠

APCS（Adenomatous polyposis coli）是一种在多种细胞类型中表达的肿瘤抑制基因，其编码的蛋白在细胞内具有多种功能，包括在细胞连接处、微管相关蛋白、细胞膜、细胞质和细胞核中发挥作用。APCS蛋白含有两个经典的核定位信号，以及一个可以增强核输入的第三个结构域。这些核定位信号和两个核输出信号使得APCS蛋白能够在细胞核和细胞质之间穿梭。核内的APCS蛋白可以抑制β-连环蛋白介导的转录。这种由APCS介导的核内β-连环蛋白活性的下调很可能涉及将β-连环蛋白从转录复合物中隔离到细胞核，以及APCS与转录核心pressor CtBP的相互作用[4]。

此外，APCS还与其他核结合蛋白相互作用，包括转录因子激活蛋白AP-2α、核输出因子Crml、蛋白质酪氨酸磷酸酶PTP-BL以及可能还有DNA本身。APCS与聚合酶β和PCNA的相互作用表明，APCS可能在DNA修复中发挥作用。观察发现，APCS在细胞质中的分布增加与结肠癌的进展相关，这表明APCS的核功能的破坏在癌症进展中发挥着重要作用。APCS在静息细胞细胞质中的存在表明，核APCS可能在细胞增殖的控制中发挥潜在作用。明确APCS的核功能将扩大早期结肠癌诊断和针对APCS的癌症治疗的可能性[4]。

在遗传性心脏病的背景下，心律失常可能是一种重要的表现。心律失常可能发生在没有已知心肌病的情况下，通常被归类为特发性或孤立性。尽管室性心律失常已经被广泛认为是右心室致心律失常性心肌病的特征性表现，但致心律失常性心肌病的范围已经扩大到包括以左心室占主导地位的患者，通常具有扩张型心肌病的表型。对于表现为频繁的室性早搏、传导系统疾病和早期房颤的患者，也应仔细评估遗传性心肌病的可能性，因为大多数检测到的基因都包含在心肌病基因面板中。这些遗传性心肌病的早期突然死亡风险不能仅仅通过左心室射血分数来充分追踪。目前，只有少数与早期突然死亡相关的遗传性心肌病基因型被纳入植入式心脏复律除颤器（ICD）的适应症中，否则这些适应症依赖于扩张型心肌病中左心室射血分数≤0.35。遗传诊断影响临床管理的其他方面，如运动处方的制定和心律失常的药物治疗，以及针对特定遗传性心肌病的新的治疗方法正在临床研究中。可用的遗传信息的扩大及其影响为遗传咨询提出了新的挑战，特别是对于那些没有心肌病表型的家族成员，他们可能面临遗传诊断的潜在负面影响。对于携带心律失常或心肌病的患者，扩展基因检测及其影响将使家族筛查成为可能，改变特定基因型-表型谱系的轨迹，并促进新兴靶向疗法的进一步发展和评估[1]。

在免疫系统中，主要组织相容性复合体（MHC）II类分子主要负责将来自外源性来源的加工抗原呈现给CD4+ T淋巴细胞。MHC II类分子因此对于抗原特异性免疫反应的启动至关重要。除了抗原呈递，越来越多的证据表明，MHC II类分子的结合也会激活细胞内信号通路，通常导致细胞凋亡。MHC II类分子的组成性表达限于免疫系统的专业抗原呈递细胞（APC），而在非专业APC中，MHC II类分子可以由各种免疫调节剂诱导。有趣的是，除了小鼠之外，许多物种的激活T细胞在其细胞表面合成并表达MHC II类分子。在这篇综述中，我们讨论了我们对激活的人和小鼠T细胞中MHC II类表达转录调节的当前知识，以及T细胞使用的II类转录激活因子启动子III的DNA甲基化对小鼠T细胞中MHC II类缺陷的贡献。我们还讨论了激活的T细胞合成的MHC II类分子的假设功能，包括抗原呈递、T-T细胞相互作用和MHC II类介导的细胞内信号传导[2]。

除了传统的交叉呈递和MHC-II呈递途径外，APC还可以显示从邻近细胞和细胞外囊泡（EVs）获得的肽/MHC（p/MHC）。这一过程被称为MHC交叉穿衣，已被证明在各种体内环境中调节T细胞反应，包括同种异体实体器官移植、肿瘤和病毒感染。尽管MHC交叉穿衣的发生已经被明确证明，但这一抗原呈递机制的重要性仍在阐明之中。MHC交叉穿衣对整体抗原呈递的贡献被DCs表达与宿主中所有其他细胞相同的MHC等位基因这一事实所掩盖，这使得难以区分DC内生成的p/MHC和从另一细胞获得的p/MHC。因此，关于MHC交叉穿衣的知识大部分来自使用同种异体器官移植和骨髓嵌合小鼠的研究，尽管最近开发出带有条件敲除MHC和β2-微球蛋白等位基因的小鼠，这应该在未来几年中促进实质性进展。在这篇综述中，我们强调了我们对MHC交叉穿衣及其在各种环境中激活T细胞反应中的作用的新认识，以及关于其发生机制的实验性见解[3]。

基于肽的疫苗已被评估用于癌症治疗，以对抗肿瘤生长和疾病复发的进展。在过去的十年中，在针对癌症的治疗策略的背景下，基于肽的疫苗已在不同的肿瘤模型中进行了评估。用于癌症疫苗开发的肽可以分为两种主要类型：肿瘤相关抗原（TAAs）和肿瘤特异性抗原（TSAs），这些抗原被APC捕获、内化、加工和呈递给细胞介导的免疫。加载到MHC I类的肽被CD8+ T细胞的特定TCR识别，CD8+ T细胞被激活以对其呈递相同肽-MHC-I复合物的肿瘤细胞发挥细胞毒性作用。这个过程被称为主动免疫治疗，因为宿主的免疫系统要么是新生激活，要么是被重新刺激以产生有效的、针对肿瘤的免疫反应，这可能导致肿瘤消退。然而，虽然临床前数据经常显示出令人鼓舞的结果，但基于肽的癌症疫苗的临床试验，包括那些基于肽的疫苗，到目前为止并没有提供令人满意的数据。基于肽的癌症疫苗的有限疗效是多种因素的后果，包括特异性靶肿瘤抗原的识别、肽的有限免疫原性和高度免疫抑制的肿瘤微环境（TME）。只有通过解决所有这些不同方面，才能开发出有效的癌症疫苗[5]。

帕金森病（PD）是一种常见的神经退行性疾病，其特征是黑质中多巴胺能神经元的进行性丧失和α-突触核蛋白（α-syn）的聚集。中枢神经系统（CNS）以前被认为是免疫特权区域。然而，研究表明，免疫反应参与了PD。MHC将来自APC的抗原呈递给T淋巴细胞，诱导免疫反应。MHC在胶质细胞、星形胶质细胞和多巴胺能神经元中表达。MHC的单核苷酸多态性与PD的风险相关。聚集的α-syn通过激活胶质细胞触发MHC的表达。在PD患者的脑中检测到CD4+和CD8+ T淋巴细胞反应和胶质细胞激活。免疫反应进一步增加了PD中血脑屏障（BBB）的通透性和T细胞的浸润。因此，MHC通过参与免疫和炎症反应参与了PD[6]。

鹿茸是唯一已知的经历完全再生的哺乳动物结构。此外，它在生长时含有血管化软骨。鹿茸干细胞（ASCs）分化成软骨细胞，同时诱导血管内皮的延伸，这是形成鹿茸血管化软骨所必需的。因此，鹿茸提供了无与伦比的机会来研究软骨形成、血管生成和再生医学。一项研究发现，半乳凝素-1（GAL-1），在一些肿瘤中可以用作标记物，在ASCs中高度表达。这引起了我们的兴趣，想要研究GAL-1在鹿茸再生中可能扮演的角色。我们通过免疫组化、WB和QPCR测量了鹿茸组织和细胞中GAL-1的表达水平。我们使用CRISPR-CAS9基因编辑系统构建了GAL-1基因敲除的鹿茸生发层细胞（APCs，ASCs的一种细胞类型）。通过刺激人脐静脉内皮细胞（HUVECs）使用APCGAL-1-/-的条件培养基或添加外源性鹿GAL-1蛋白来确定GAL-1对血管生成的影响。通过微质量培养评估APCGAL-1-/-对软骨生成分化的影响。通过转录组测序分析了APCGAL-1-/-的基因表达模式。免疫组化显示，GAL-1在鹿茸生发层（AP）、柄生发层（PP）和鹿茸生长中心广泛表达。通过使用鹿细胞系的Western blot和qRT-PCR分析进一步支持了这一结果。人脐静脉内皮细胞（HUVECs）的增殖、迁移和管形成实验表明，与APCs培养基相比，APCGAL-1-/-培养基的促血管生成活性显著降低（P < 0.05）。通过添加外源性鹿GAL-1蛋白进一步证实了鹿GAL-1蛋白的促血管生成活性（P < 0.05）。在微质量培养下，APCGAL-1-/-的软骨生成分化能力受到阻碍。APCGAL-1-/-的DEGs的GO和KEGG富集分析表明，与鹿茸血管生成、成骨和干细胞多能性相关的通路表达下调，如PI3K-AKT信号通路、调节干细胞多能性的信号通路和TGF-β信号通路。鹿GAL-1具有强烈的促血管生成活性，在鹿茸中广泛且高度表达。APCs可以通过分泌GAL-1来诱导血管生成。APCs中GAL-1基因的敲除损害了其诱导血管生成和分化成软骨细胞的能力。这种能力对于形成鹿茸血管化软骨至关重要。此外，鹿茸提供了一个独特的模型来探索在高GAL-1表达水平下如何优雅地调节血管生成而不致癌[7]。

通过高通量cDNA筛选，我们鉴定了PATZ1，一种POZ/BTB和AT-Hook包含锌指1蛋白，作为重要的脂肪生成转录因子。PATZ1在人类和小鼠脂肪细胞前体细胞（APCs）和脂肪细胞中表达。在细胞模型中，PATZ1通过蛋白质-蛋白质相互作用和DNA结合促进脂肪生成。在小鼠脂肪细胞和APCs中敲除PATZ1导致APC池减少、脂肪量降低和脂肪细胞肥大。ChIP-Seq和RNA-seq分析表明，PATZ1通过在关键早期脂肪生成因子的启动子区域与转录机制相互作用来支持脂肪生成。质谱结果表明，PATZ1与GTF2I相关，GTF2I调节PATZ1在分化过程中的功能。这些发现突出了PATZ1在脂肪细胞分化和肥胖症中的调节作用，为脂肪组织发育提供了见解[8]。

腺相关病毒（AAV）作为基因转移载体在多种治疗性基因产物中表现出持久表达的潜力。然而，在某些实验设置中，AAV介导的基因转移后产生的免疫反应会损害载体效力。已经提出，决定这些发生情况的参数包括对AAV的预先存在的免疫、给药途径、表达动力学、剂量、载体血清型及其转导APC的能力，以及宿主物种和特定转基因产品的性质。总的来说，其潜在的机制仍然是科学辩论的主题。这篇综述旨在收集、对抗和批判性地讨论AAV似乎是一种免疫原的发现[9]。

在C57BL/6（B6）和C3H/HeJ（C3H）载脂蛋白E缺陷（apoE(-/-)）小鼠之间的交配中，Bglu3是远端1号染色体上空腹葡萄糖的量性状位点。这一位点随后在两个独立的小鼠交配中得到复制。这项研究的目的是通过构建和分析共显性品系来表征Bglu3，并确定潜在的候选基因。通过将包含Bglu3的基因组区域从C3H.apoE(-/-)导入到B6.apoE(-/-)小鼠中，构建了共显性小鼠。小鼠在6周龄时开始食用西方饮食，并持续12周。通过微阵列分析肝细胞中的基因表达。共显性小鼠在西方饮食下具有显著更高的空腹血糖水平和更严重的葡萄糖不耐受，与B6.apoE(-/-)小鼠相比。微阵列分析显示，共显性小鼠的肝脏中有336个基因表达差异。进一步的通路分析表明，急性期反应信号通路在调节葡萄糖不耐受中发挥作用。编码急性期反应蛋白血清淀粉样蛋白P（SAP）的APCS位于Bglu3的连锁峰下方。在B6和C3H小鼠之间，APCS内及其周围的多个单核苷酸多态性被检测到。与B6小鼠相比，共显性和C3H小鼠的肝脏中APCS的表达显著更高。西方饮食的摄入导致B6和C3H apoE(-/-)小鼠的血浆SAP水平逐渐升高，这与两种小鼠的空腹血糖升高相伴随。在B6.apoE(-/-)小鼠中表达C3H APCS加剧了葡萄糖不耐受。Bglu3被确认为影响糖尿病易感性的位点，APCS是一个可能的候选基因[10]。

综上所述，APCS是一种在细胞内具有多种功能的肿瘤抑制基因，其在细胞核和细胞质中发挥着重要作用，包括调节转录、细胞连接、细胞迁移、DNA修复和细胞增殖。APCS的表达和功能异常与多种疾病相关，包括结肠癌、遗传性心脏病和糖尿病。此外，APCS还与免疫系统和再生医学相关，例如在MHC交叉穿衣、基于肽的癌症疫苗和鹿茸再生中的作用。因此，深入研究APCS的功能和调控机制对于理解其生物学功能和在疾病中的作用具有重要意义。