Unc5c-KO 基因敲除小鼠

UNC5C，也称为Netrin-1受体基因，是UNC-5家族成员之一，主要在脑组织中表达，并在多种神经元过程中发挥关键作用。UNC5C基因的突变与多种人类疾病相关，包括发育、神经精神疾病和神经退行性疾病。Netrin-1/DCC信号通路与UNC5C相互作用，在轴突引导过程中发挥重要作用，并已与人类青春期神经精神疾病相关[1]。通过全外显子测序分析，在一名患有神经精神疾病的患者中发现UNC5C基因中的两个复合杂合致病变异。这些突变位于细胞质域中，特别是ZU5和netrin介导的神经元生长锥的轴突排斥所需区域。这些域在形成超模块蛋白结构并与微管直接相互作用中发挥关键作用，从而确保轴突排斥过程的正常功能[1]。

UNC5C基因的表达在多种癌症中丧失或显著降低。UNC5C是一种依赖受体，其表达在大量癌症中在信使RNA水平上丧失或显著降低。然而，关于UNC5C蛋白表达的信息很少，UNC5C蛋白表达与UNC5C甲基化的关系以及UNC5C蛋白表达与结直肠癌患者临床特征之间的相关性也知之甚少。在一项研究中，UNC5C的甲基化和蛋白表达在36个腺瘤性息肉、73个结直肠癌和28个相应的正常粘膜中进行了检查，并评估了甲基化和蛋白表达状态与临床病理特征之间的关系。此外，还分析了UNC5C的甲基化和蛋白表达之间的关系，以及UNC5C蛋白表达与总生存期之间的关系。结果表明，UNC5C的异常甲基化在结直肠癌中观察到（78%）和腺瘤性息肉中（64%）。UNC5C甲基化在结直肠癌的早期TNM分期（I+II）中显著更高。与相应的正常组织相比，UNC5C的蛋白表达在结直肠癌（42%）和腺瘤性息肉（81%）中显著降低。UNC5C蛋白表达在结直肠癌的早期TNM分期（I+II）中显著高于晚期。此外，通过Kaplan-Meier生存分析，UNC5C阴性表达的患者预后较差（p=0.038），单变量（p=0.044）和多变量分析（p=0.045）。根据Spearman秩相关分析，UNC5C的甲基化和蛋白表达呈负相关（r=-0.461，p<0.001）。这些结果表明，UNC5C的甲基化可能是结直肠癌发展中较早的事件，与蛋白表达呈负相关。UNC5C可能在结直肠癌的发生中发挥重要作用，并可能是结直肠癌患者的一个有价值的预后因素。UNC5C可能被确定为结直肠癌治疗的潜在有吸引力的治疗靶点[2]。

UNC5C在阿尔茨海默病（AD）中也发挥重要作用。AD是一种慢性进行性神经退行性疾病，特征是β-淀粉样蛋白（Aβ）的细胞外斑块沉积、神经原纤维缠结（NFTs）、突触丢失和神经元凋亡。AD具有强烈和复杂的遗传成分，涉及多个基因。最近的研究表明，UNC5C与AD相关。细胞和动物模型的研究表明，异常的UNC5C可能通过激活死亡相关蛋白激酶1（DAPK1）来促进AD的发生，DAPK1是AD发病机制中的一个新成分，在异常tau、Aβ和神经元凋亡/自噬中发挥广泛的作用[3]。

UNC5C在瘢痕疙瘩中也发挥重要作用。瘢痕疙瘩是一种良性增生性疾病，其特征是在皮肤伤口愈合过程中过度沉积细胞外基质胶原。瘢痕疙瘩形成的机制尚未完全阐明，目前的治疗方法并不适用于所有瘢痕疙瘩患者。因此，迫切需要找到更有效的治疗方法。在一项研究中，通过加权基因共表达网络分析（WGCNA）确定了与瘢痕疙瘩相关的特征基因。UNC5C和HOXD3被确定为瘢痕疙瘩的特征基因，并通过ROC曲线、RT-qPCR和Western Blot在验证样本中得到验证[4]。

UNC5C在胃癌的发生中也发挥重要作用。UNC5C是Netrin-1受体之一，属于功能依赖受体家族，其成员在缺乏配体的情况下具有诱导细胞凋亡的能力。最近发现，49例原发性结直肠癌中有34例（69%）存在UNC5C基因的异常甲基化。使用定量甲基化特异性聚合酶链反应，检查了来自36名胃癌患者的原发性癌和相应正常组织中UNC5C基因的甲基化状态，并评估了甲基化状态与临床病理特征之间的关系。在36例原发性胃癌中检测到UNC5C基因的异常甲基化（25%）。在胃癌的发生过程中观察到UNC5C的甲基化，在高度进展的胃癌中消失[5]。

UNC5C的变异与脑淀粉样血管病（CAA）相关。为了确定UNC5C中常见的遗传变异是否与AD易感性或AD相关的临床/病理表型相关，研究了来自宗教命令研究或Rush记忆和衰老项目的欧洲裔死亡个体的数据。UNC5C基因±100 kb范围内的单核苷酸多态性（SNP）与AD痴呆症的诊断、全球认知下降、AD的病理诊断、β-淀粉样蛋白负荷、神经原纤维斑块计数、弥漫性斑块计数、配对螺旋丝状tau密度、神经原纤维缠结计数以及CAA评分之间的关联进行了检查。还评估了CAA相关变异与人类背外侧前额叶皮质（DLPFC）UNC5C RNA表达之间的关系。UNC5C的一组SNP由rs28660566T标记，与更高的CAA评分相关（p=2.3×10-6）：每个额外的rs28660566T等位基因与0.60点更高的CAA评分相关，相当于每个APOE ε4等位基因的更高CAA评分的75%。rs28660566T与人类DLPFC中UNC5C表达降低弱相关（p=0.036）。此外，rs28660566T与APOE ε4在CAA严重程度上的关联具有协同作用（p=0.027），并且与更严重的动脉粥样硬化相关（p=0.0065）。针对UNC5C区域的分析发现了一组与CAA相关的SNP[6]。

UNC5C在肝细胞癌（HCC）中也发挥重要作用。UNC5C表达在结肠癌和胃癌中下调。在一项研究中，检查了来自42名HCC患者的原发性癌和相应正常组织中UNC5C基因的甲基化状态，并评估了甲基化结果与临床病理数据之间的关系。在42例HCC中有11例（26%）检测到UNC5C的甲基化，表明UNC5C在HCC中频繁观察到甲基化。TNM 1期HCC呈现UNC5C甲基化，表明UNC5C基因在HCC的早期阶段已经发生甲基化[7]。

UNC5C的转录抑制由RHOX5同源结构域蛋白介导。X染色体连锁的鼠Rhox基因簇包含超过30个同源盒基因，这些基因是调节男性和女性生殖细胞发生多个步骤的候选基因。Rhox基因簇的创始成员Rhox5是一种雄激素依赖性基因，在Sertoli细胞中表达，促进相邻雄性生殖细胞的存活和分化。研究表明，Rhox5调节的基因UNC5c编码一种促凋亡受体，具有肿瘤抑制活性，在体内Rhox5在睾丸中负调节UNC5c的表达。转染分析表明，Rhox5依赖性下调UNC5c的表达需要另一种Sertoli细胞特异性辅因子。对其他鼠Rhox家族成员的检查发现，鼠RHOX2和RHOX3也具有下调UNC5c表达的能力。人RHOX蛋白PEPP2（RHOXF2）也具有这种能力，表明UNC5c的抑制是一种保守的RHOX依赖性反应。缺失分析确定了UNC5c 5'-非翻译区中的Rhox5反应元件。虽然5'-非翻译区通常包含转录后元件，但多项证据表明Rhox5在转录水平下调UNC5c的表达。Rhox5对UNC5c表达的抑制可能在部分程度上介导Rhox5在睾丸中的促存活功能，因为研究发现UNC5c突变小鼠睾丸中生殖细胞凋亡减少。与其他数据一起，这些发现导致我们提出了一种模型，其中Rhox5是UNC5c上游的负调节因子，在Sertoli细胞途径中促进生殖细胞存活[8]。

UNC5C的遗传变异对AD的神经影像学有影响。UNC5C是一种跨膜受体，用于Netrin-1触发的细胞凋亡，最近已被确认为AD的一个新风险因素。然而，关于UNC5C位点的多态性与AD的战略区域的脑结构相关的证据很少。一项研究旨在调查UNC5C位点对AD战略区域神经影像学的影响。在来自阿尔茨海默病神经影像学倡议（ADNI）数据集的812名受试者中，研究了UNC5C位点的基因型在通过磁共振成像（MRI）测量的海马体、海马旁回、后扣带回、中颞叶和楔前叶的体积，以及内嗅皮层的厚度。还使用纵向数据调查了UNC5C位点对上述结构萎缩率的影响。UNC5C位点与右侧中颞叶的体积相关（rs34585936 Pc=0.0031）。此外，UNC5C位点的多态性可以改变AD战略区域的萎缩，特别是左侧海马体（rs72672784 Pc=0.0090；rs13120458 Pc=0.0434；rs34875919 Pc=0.0434）和右侧楔前叶（rs72672784 Pc=0.0068；rs2001246 Pc=0.0055；rs74690179 Pc=0.0055）。UNC5C基因型与MRI上中颞叶的体积显著相关；同时，UNC5C位点可以改变AD战略区域，如海马体和楔前叶的萎缩。在认知障碍的人群中，UNC5C位点的多态性对MRI的影响比认知正常的人群更明显[9]。

综上所述，UNC5C是一种重要的基因，在多种疾病中发挥重要作用，包括神经精神疾病、结直肠癌、胃癌、肝细胞癌、脑淀粉样血管病和阿尔茨海默病。UNC5C的异常表达和甲基化与这些疾病的发生和发展密切相关，并可能成为诊断和治疗这些疾病的潜在靶点。未来的研究需要进一步阐明UNC5C在这些疾病中的作用机制，为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。