Rin1-KO 基因敲除小鼠

RIN1（Ras interaction/interference 1）基因是一种重要的信号传导分子，位于人类11号染色体上。它编码一种包含SH2、三个结构域和H-Ras结合域的蛋白质，因此被认为在细胞内信号传导途径中起着重要作用。RIN1蛋白是一种Ras效应蛋白，参与多种生物学过程，包括细胞生长、分化和迁移，以及肿瘤的发生和发展。RIN1蛋白在多种癌症中表达上调，例如乳腺癌、结直肠癌、肾细胞癌和非小细胞肺癌，并且与不良预后相关。

RIN1基因在植物中也存在，例如大豆中的一种基因，称为RIN1，可以控制节间长度并提高高密度种植条件下的产量。在大豆中，RIN1与两种ELONGATED HYPOCOTYL 5（HY5）同源物STF1和STF2物理相互作用，以促进其降解。RIN1通过STF1/STF2-GA2ox7调节模块调节赤霉素代谢，从而控制节间发育。在田间试验中，rin1突变体与野生型相比，显著提高了高密度种植条件下的产量。因此，rin1突变体可以作为宝贵的资源，用于在高密度栽培和豆类-玉米间作系统中提高产量[1]。

RIN1基因在乳腺癌中也起着重要作用。RIN1基因在大豆肿瘤细胞系中沉默，而在培养的人乳腺上皮细胞中表达。在大豆肿瘤细胞中，RIN1的表达也较正常乳腺腺体细胞减少。至少有两种沉默机制参与其中。在ZR75-1细胞中观察到转录抑制因子SNAI1（Snail）的表达过度，SNAI1敲低恢复了RIN1的表达。此外，在KPL-1细胞中，RIN1启动子和第一个外显子中的DNA甲基化表明表观遗传修饰可能有助于沉默，去甲基化恢复了RIN1的表达。RIN1的表达被证明可以抑制软琼脂中的非锚定生长。此外，RIN1的表达抑制了两个乳腺癌细胞系在小鼠模型中的肿瘤发生和进展，这与肿瘤抑制因子的功能一致。还表明RIN1是肿瘤细胞侵袭生长的负调节因子，这需要RIN1的ABL激酶信号传导功能，这表明RIN1沉默可能有助于乳腺癌的进展[2]。

RIN1基因还与骨骼发育障碍有关。在一项研究中，对411名来自288个家庭的骨骼发育障碍患者的分子特征进行了分析。详细表型和下一代测序（面板和外显子）分析显示，在123个与骨骼发育障碍相关（或有初步联系）的基因中发现了224个致病/可能致病性变异（其中54个（24%）是新的）。此外，还提出了5个候选疾病基因，它们与骨骼发育障碍有提示性的生物学联系（WNT3A、SUCO、RIN1、DIP2C和PAN2）。从表型上讲，该队列涵盖了国际骨骼发育障碍分类的36个已建立的表型类别，以及18个新的骨骼发育障碍表型，这些表型无法归类到这些类别中，例如新的C3orf17相关骨骼发育障碍。还描述了已知疾病基因的新表型方面，例如PGAP3相关Toriello-Carey综合征样表型。还注意到我们队列中许多基因的强创始者效应，这使得我们能够计算出我们人口中常染色体隐性骨骼发育障碍的最小疾病负担（7.16E-04），这比全球平均水平高得多。通过扩大人类骨骼发育障碍的表型、等位基因和位点异质性，我们希望我们的研究能够提高这些疾病患者的诊断率[3]。

RIN1基因还与肾细胞癌的恶性发展有关。之前已经确定了RIN1表达在透明细胞肾细胞癌（ccRCC）预后中的重要作用。RIN1在ccRCC恶性发展中的作用及其潜在的分子机制尚不清楚。研究发现ccRCC细胞和组织比正常对照组表达更多的RIN1。功能获得和功能缺失研究显示，RIN1增强了ccRCC细胞在体外生长、迁移和侵袭的能力，并在体内促进了肿瘤生长和转移。机制研究表明，RIN1对ccRCC中的EGFR信号传导有激活作用。此外，还发现Rab25是ccRCC恶性发展中一个关键的GTP酶，是RIN1的功能性相互作用伙伴。Rab25的敲低消除了RIN1过表达对癌细胞增殖、迁移和侵袭的增强作用。还证实了RIN1和Rab25的表达与来自TCGA的ccRCC患者的总体生存率相关。这些发现表明，RIN1通过激活EGFR信号传导与Rab25相互作用，在ccRCC恶性发展中起着重要的致癌作用，RIN1可以作为ccRCC的有效治疗靶点[4]。

RIN1基因在乳腺癌中通过EGF-Ras介导的信号传导控制端粒酶活性。表皮生长因子（EGF）受体在EGF刺激下调节几种下游信号传导途径，涉及细胞增殖、迁移和侵袭。内化的EGF受体要么被回收，要么被降解，其命运部分受到Ras干扰1（RIN1）的调节。在这项研究中，检验了RIN1，一种Ras效应蛋白和Rab5鸟苷酸交换因子，控制几个信号分子，从而导致端粒酶活性的调节；因此，允许适当的细胞增殖。报告称，RIN1的表达完全阻止了MCF-12A和MCF-7细胞在EGF刺激下的增殖，而部分抑制了MDA-MB-231细胞的增殖。此外，RIN1羧基末端区域的表达在选择性地抑制MDA-MB-231细胞的增殖中起着重要作用。然而，这种抑制作用受到RIN1:Vsp9和RIN1:RA结构域独立表达的特定影响。此外，与肿瘤发生的MCF-12A细胞相比，转移性MDA-MB-231细胞中的RIN1内源水平表达降低。观察到RIN1:R94A突变体的表达阻止了MDA-MB-231细胞的增殖，而RIN1:Y561F和RIN1:R629A突变体的表达完全逆转了RIN1:WT的抑制作用。与我们的观察一致，我们发现RIN1:WT在MDA-MB-231细胞中的表达降低了蛋白激酶B（AKT）和细胞外信号调节激酶1/2（ERK1/2）的活性，而p38丝裂原活化蛋白激酶（p38 MAPK）和应激激活的蛋白激酶（SAPK）/c-Jun N末端激酶（JNK）不受影响，但导致了细胞髓细胞瘤（c-Myc）、红细胞转化特异性（Ets2）和信号转导子和转录激活子3（Stat3）的活性下调。有趣的是，在表达RIN1的细胞中，高迁移率族蛋白1（HMBG1）的表达被抑制，而叉头框转录因子1（FOXO1）的表达增加。有趣的是，RIN1的表达阻止了端粒酶活性，并与c-Myc、Ets-2和Stat3活性的下调相关。总的来说，这些发现表明RIN1是MDA-MB-231细胞在EGF刺激下端粒酶活性和hTERT表达的调节中的关键因子[5]。

RIN1基因在创伤性应激的动物模型中表达发生变化。恐惧记忆的分子机制尚不清楚。因此，创伤后应激障碍（PTSD）的发病机制，其症状表现为增强恐惧记忆，仍然在很大程度上不清楚。最近对敲除动物的研究报告称，Rin1和stathmin调节恐惧记忆。Rin1抑制习得并促进记忆消除，而stathmin调节先天性和基础恐惧。本研究旨在检查在创伤性应激的不同动物模型中Rin1和stathmin表达的变化，特别是创伤性应激。使用三种动物创伤应激：单次延长应激（SPS，这是一种PTSD的啮齿动物模型）、一种固定应激（IM）和一种响亮声音应激（LSS），以检查Rin1/stathmin表达的变化和独特性。SPS大鼠的行为测试表明，焦虑和上下文恐惧条件反射增加。它们表现出长期增强作用（LTP）降低，以及在海马和杏仁核中stathmin和Rin1表达增加。stathmin效应子，微管蛋白，以及下游分子Rin1、Rab5和Abl的表达似乎增加。在SPS刺激后，Rin1和EphA4在内源性共表达在初级神经元中。IM大鼠表现出焦虑行为的增加和对上下文和听觉刺激的恐惧条件反射的增强。在IM大鼠中也观察到了类似Rin1/stathmin表达的相似变化，而在暴露于响亮声音的大鼠中没有观察到变化。这些数据表明，Rin1和stathmin基因表达的变化可能参与了具有SPS和IM应激的老鼠，这为在异常条件下，特别是在PTSD中的恐惧记忆提供了宝贵的见解[6]。

RIN1基因在大肠癌和胃癌中也存在不同的剪接变体。常规RIN1基因是一种位于染色体1lq13.2上的分子，包含一个2352 bp的编码区域，具有一个与H-Ras蛋白结合的3'结构域，表明它是一种在细胞内信号传导途径中的重要分子。在这项研究中，证实了RIN1基因存在一种具有不同剪接模式的新型形式，成功克隆了它，并检查了其在胃癌和结肠癌细胞系中的表达。在结肠癌细胞系Colo320D的RT-PCR产物中鉴定出一个612 bp的带（RIN1变体mRNA）。（在HT29细胞系中，一个2352 bp的带代表常规RIN1基因。）对612 bp产物进行了测序并与常规RIN1基因进行了比较。结果表明，612 bp产物包含一个5'侧的酪氨酸磷酸化位点和3'侧的Ras和14-3-3结合结构域，表明它是一种具有不同剪接模式的产物。在六种胃癌细胞系中的两种和五种结肠癌细胞系中的四种中观察到RIN1变体mRNA的表达。鉴定了一种新型的RIN1基因，其剪接模式与常规RIN1基因不同。比较两种基因表明，新型RIN1产物具有一个结构，保留了Ras和14-3-3结合结构域，但缺乏两个酪氨酸磷酸化位点。新型RIN1变体蛋白主要在细胞质中表达，在细胞膜中没有表达，并且与14-3-3蛋白结合。此外，在胃癌和结肠癌细胞系中还发现了新型RIN1 mRNA的表达，表明它是癌细胞功能的一个重要基因[7]。

RIN1基因在大肠癌中的表达分析表明，RIN1基因位于染色体11q13.2上，是一种由2352 bp编码区域组成的分子，具有一个与H-Ras蛋白结合的3'结构域，并被认为是一种在细胞内信号传导途径中的重要分子。由于H-Ras效应分子RIN1在大肠癌或其他消化系统癌症中的报道尚未见报道，因此研究了RIN1基因在大肠癌中的作用。与相邻的正常大肠组织相比，101例大肠癌标本中有52例（51.5%）的RIN1基因表达强烈。RIN1基因表达阳性的患者的5年生存率为55%，明显低于RIN1基因表达阴性的患者（83%）。此外，还证实RIN1蛋白主要定位于大肠癌细胞系的细胞质中，并与14-3-3蛋白结合，而不是与Ras蛋白结合。这些结果表明，RIN1基因是评估大肠癌恶性的重要信号传导系统[8]。

RIN1基因在结直肠癌细胞系LoVo中的表达分析表明，RIN1蛋白具有SH2、三个结构域和H-Ras结合域；因此，它被认为是一种在细胞内信号传导途径中重要的分子。研究了将膜蛋白编码的突变（S351A）RIN1基因引入结肠癌的效果。在LoVo结直肠癌细胞系中，内源性RIN1蛋白在细胞质部分强烈表达，并且细胞质部分的RIN1蛋白强烈地与14-3-3蛋白结合。在转染了突变的（S351A）RIN1的LoVo细胞中，在细胞膜中鉴定出突变的（S351A）RIN1蛋白，并与HRas蛋白结合。此外，与空载体转染的细胞相比，在体外，转染了突变的（S351A）RIN1的LoVo细胞的增殖能力显著降低。在转染了突变的（S351A）RIN1的LoVo细胞中，与H-Ras分子下游的ERK1/2蛋白的磷酸化受到抑制，与对照细胞相比。这项研究首次表明，RIN1蛋白的定位在结直肠癌细胞LoVo（即Ras-ERK通路中的信号传导）的致癌作用中起着重要作用[9]。

RIN1基因在人非小细胞肺癌中的表达分析表明，Ras相互作用/干扰1（RIN1），最初被鉴定为一种Ras效应蛋白，已被证明与人类癌症的发生和发展有关。这项研究的目的是检测人非小细胞肺癌（NSCLC）中RIN1的表达，并分析其与NSCLC患者预后的关系。进行定量实时RT-PCR以检测25例NSCLC和相应非肿瘤组织样本中RIN1 mRNA的表达。进行免疫组化以检测90例NSCLC组织中的RIN1表达。发现NSCLC组织中RIN1 mRNA的表达水平明显高于相应非肿瘤组织。53.3%（90例中的48例）观察到高水平RIN1表达，与肿瘤分化差（P=0.024）、TNM分期（P=0.032）和淋巴结转移（P=0.018）相关。RIN1高水平表达的患者比低水平表达的患者表现出较低的总体生存率（P=0.033）。多因素分析表明，RIN1蛋白高水平表达是非小细胞肺癌患者的独立预后因素（P=0.021）。我们的研究表明，RIN1的高表达可能在NSCLC的进展中发挥重要作用，RIN1的表达可能为预测NSCLC患者的预后提供有价值的标记物[10]。

综上所述，RIN1是一种重要的信号传导分子，参与多种生物学过程，包括细胞生长、分化和迁移，以及肿瘤的发生和发展。RIN1蛋白在多种癌症中表达上调，并且与不良预后相关。RIN1基因在植物中也存在，可以控制节间长度并提高高密度种植条件下的产量。RIN1基因在乳腺癌、骨骼发育障碍、肾细胞癌和结直肠癌中起着重要作用。此外，RIN1基因还与创伤性应激的恐惧记忆有关。RIN1基因的研究有助于深入理解其在细胞信号传导和肿瘤发生中的作用，为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。