Zkscan5-KO 基因敲除小鼠

基因Zkscan5（也称为ZFP95）是一种锌指蛋白，属于Krüppel家族，含有SCAN框和KRAB A结构域。它在人类中通过选择性剪接产生不同的转录本，这些转录本具有不同的5'-非翻译区（UTRs）。此外，在猕猴中发现了一种新的Zkscan5转录本，这是由于外显子创建事件产生的。外显子创建事件仅在猕猴谱系中检测到，包括食蟹猴和恒河猴。全长序列分析通过快速扩增cDNA末端（RACE）确定了Zkscan5的十个全长转录本和四种功能亚型。蛋白质序列分析显示，亚型的存在是由于起始密码子使用的差异。这些结果表明，在猕猴谱系中，Zkscan5基因的特定变异受到了选择。Zkscan5在人类和猕猴中的不同转录本和亚型的存在可能反映了其在生殖细胞发育中的重要作用[2]。

Zkscan5基因的突变和变异与多种疾病相关。例如，在黑色素瘤中，Zkscan5基因可以与BRAF基因融合，形成BRAF-ZKSCAN5融合基因。这种融合基因可能导致肿瘤的生长和转移。一项病例报告显示，一位患有恶性黑色素瘤的71岁女性患者接受了达拉非尼/曲美替尼治疗。该患者在接受免疫检查点抑制剂治疗后达到完全缓解，但随后复发，颈部淋巴结出现转移。通过下一代测序发现了BRAF-ZKSCAN5融合基因，随后患者接受了达拉非尼/曲美替尼治疗。治疗一个月后，肿瘤生长停止，肿瘤长度缩小了22.2%。然而，患者出现了3级不良反应，包括恶心、疲劳和腹泻，导致她在6周后不得不停止治疗。在药物治疗期间，肿瘤继续缩小。这项病例报告可能为BRAF融合基因的治疗提供了新的思路[1]。

此外，Zkscan5基因的变异还与精英力量运动员的遗传特征相关。一项研究表明，28个DNA多态性（位于或位于ABHD17C、ACTG1、ADCY3、ADPGK、ANGPT2、ARPP21、BCDIN3D、CRTAC1、DHODH、GBE1、IGF1、IL6、ITPR1、KIF1B、LRPPRC、MMS22L、MTHFR、NPIPB6、PHACTR1、PLEKHB1、PPARG、PPARGC1A、R3HDM1、RASGRF1、RMC1、SLC39A8、TFAP2D、ZKSCAN5基因附近或内部）与力量运动员状态相关。所有高度精英力量运动员都携带至少22个（最多34个）“力量”等位基因，而27.8%的俄罗斯对照者拥有少于22个“力量”等位基因。这项研究表明，成为精英力量运动员的可能性取决于携带大量与力量相关的等位基因[3]。

Zkscan5基因还与胰腺导管腺癌（PDAC）的转移相关。Lysosomal-associated transmembrane protein 5（LAPTM5）已被证明与癌症患者的预后不良相关。一项研究表明，LAPTM5在转移性PDAC细胞中过表达，与GEO数据库中患者的预后不良相关。通过使用携带短发夹RNA的慢病毒载体，发现LAPTM5下调降低了PDAC细胞的活力、增殖和侵袭性，并降低了体内肝转移。锌指蛋白与KRAB和SCAN结构域5（ZKSCAN5）被预测并验证为介导PDAC细胞中LAPTM5转录。ZKSCAN5和SET结构域，含有赖氨酸甲基转移酶7（SETD7）结合到LAPTM5启动子上，ZKSCAN5招募SETD7形成复合物，促进LAPTM5转录。LAPTM5敲低逆转了ZKSCAN5对PDAC细胞转移的促进作用。因此，ZKSCAN5/SETD7/LAPTM5轴的研究为PDAC肝转移的机制提供了新的见解[4]。

Zkscan5基因的变异还与类风湿性关节炎（RA）患者中肾上腺雄激素的降低相关。一项研究表明，与DHEAS水平相关的基因ZKSCAN5、SULT2A1、HHEX和ARPC1A的单核苷酸多态性（SNP）在RA患者和对照组中的等位基因频率相似。RA患者血清DHEAS浓度显著低于健康女性。每个个体中ZKSCAN5、SULT2A1、HHEX和ARPC1A基因中与DHEAS水平降低相关的等位基因的累积数量与RA患者的DHEAS水平呈负相关，但在对照组中则不然。线性回归分析显示，ZKSCAN5和ARPC1A基因中的多态性与女性RA患者的血清DHEAS水平显著相关。这些发现表明，基因型和肾上腺雄激素功能减退之间存在着复杂的相互作用[5]。

Zkscan5基因还与结直肠癌（CRC）的免疫监测和远处转移相关。一项研究表明，CRC患者在慕尼黑路德维希-马克西米利安大学医院接受手术后，根据5年的随访结果被分为M0（无远处转移）、HEP（肝转移）和PER（腹膜癌病）组。随机选择了每组6例患者进行NanoString分析，包括770个基因。随后，所有基因都通过基于七个主要癌症相关数据库的基因集富集分析（GSEA）进行了进一步分析。与M0相比，HEP组中Toll样受体（TLR）级联反应的基因集在Reactome数据库中被显著过度表达。HSP90B1、MAPKAPK3、PPP2CB、PPP2R1A被确定为核心富集基因。在M0中，FOXP3作为下游靶点的免疫学特征通路GSE6875_TCONV_VS_FOXP3_KO_TREG_DN显著过表达。RB1、TMEM 100、CFP、ZKSCAN5、DDX50是核心富集基因。与M0相比，PER组中没有发现显著差异表达的基因特征。慢性炎症可能会增强局部肿瘤生长。这是第一个识别出肝转移或腹膜转移患者之间差异表达的免疫相关基因集的研究。这些发现表明，肝转移的形成可能与TLR相关途径相关。在M0中，FOXP3+肿瘤浸润淋巴细胞（TILs）的高表达似乎至少部分地阻止了转移的发生[6]。

Zkscan5基因还与食管鳞状细胞癌（ESCC）的发生发展相关。一项研究使用加权基因共表达网络分析（WGCNA）分析了与ESCC相关的mRNA和长非编码RNA（lncRNA）表达谱，以识别与癌症发生相关的关键基因。来自基因表达综合数据库（GEO）的GSE26866和GSE45670数据集用于进行加权基因共表达网络分析。随后，进行了基因本体（GO）和京都基因与基因组百科全书（KEGG）富集分析。Cytoscape还用于构建lncRNA-mRNA网络，随后确定了与ESCC相关的9个关键基因。这些基因与细胞周期、MAPK信号通路、JAK-STAT信号通路、嘧啶代谢、花生四烯酸代谢和P53信号通路活性相关，所有这些都与癌症的发生直接相关。这些发现为ESCC的发病机制提供了新的见解[7]。

此外，Zkscan5基因的变异还与血清DHEAS水平相关。一项研究表明，与血清DHEAS浓度相关的8个独立常见SNP与血清DHEAS浓度相关。这些基因包括ZKSCAN5（rs11761528）、SULT2A1（rs2637125）、ARPC1A（rs740160）、TRIM4（rs17277546）、BMF（rs7181230）、HHEX（rs2497306）、BCL2L11（rs6738028）和CYP2C9（rs2185570）。这些基因与2型糖尿病、淋巴瘤、肌动蛋白丝组装、药物和外源性物质代谢以及锌指蛋白相关。这些发现为DHEAS的功能提供了新的见解[8]。

Zkscan5基因还与高血压和胰岛素抵抗相关。一项研究表明，通过将WKY供体片段导入SHR遗传背景，生成了染色体12和16的新近交系，并对其进行了表征。研究发现，染色体12和16近交系中胰岛素敏感性增加了50%以上。血压和左心室质量在两个近交系中降低，这与近交系中包含SHR基因的胰岛素抵抗、高血压和心脏肥厚一致。整合基因组分析，使用42个大鼠品系的生理和全基因组序列数据，在近交区域内的Upk3bl、RGD1565131和AABR06087018.1中发现了与血压、心脏质量和胰岛素敏感性相关的变异。29个重组近交系中的定量性状转录分析表明，Hspb1、Zkscan5和Pdgfrl的表达与脂肪细胞体积、收缩压和心脏质量相关。比较基因组分析显示，染色体12和16近交区域的同源区域内人类GWAS相关基因的直系同源基因富集。这项研究定义了与SHR染色体12和16胰岛素抵抗QTL相关联的全身体征，确定了这些SHR QTL的候选基因，并发现了这些区域中大鼠基因的人类直系同源基因，这些基因与相关的人类特征相关[9]。

Zkscan5基因还与7号染色体缺失相关。一项研究表明，在一例胎儿中，由于母体血清筛查结果异常和超声波检查发现面部裂隙和生殖器发育不全，对该胎儿进行了产前诊断和分子细胞遗传学特征分析。通过aCGH、FISH和QF-PCR对7号染色体（7q22.1→q31.1）的新的间质性缺失进行了产前诊断和分子细胞遗传学特征分析。讨论了基因型-表型相关性以及ZKSCAN5、ARPC1A、CYP3A43、RELN、LAMB1、IMMP2L和DOCK4的杂合子不足的后果[10]。

综上所述，Zkscan5基因在多种生物学过程中发挥重要作用，包括生殖细胞发育、肿瘤发生、免疫监测和疾病易感性。Zkscan5基因的变异与黑色素瘤、胰腺导管腺癌、食管鳞状细胞癌、结直肠癌、类风湿性关节炎、高血压、胰岛素抵抗和7号染色体缺失相关。Zkscan5基因的研究有助于深入理解其在生物体内的功能和疾病发生机制，为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。