Plekha7-KO 基因敲除小鼠

PLEKHA7，也称为pleckstrin同源结构域包含家族A成员7，是一种重要的细胞骨架适配蛋白。PLEKHA7由两个WW结构域、一个pleckstrin同源结构域、一个脯氨酸丰富域和一个螺旋-环-螺旋结构域组成。PLEKHA7与上皮粘附连接（AJ）的细胞质成分相互作用，如p120-catenin、paracingulin和afadin，通过将E-钙粘蛋白复合物连接到非中心体微管的一端，稳定E-钙粘蛋白复合物，并通过新发现的相互作用蛋白PDZD11稳定连接连接蛋白。与afadin类似，PLEKHA7在AJ中的定位严格限于带状区域（在AJ的zonula adhaerens亚域），并不延伸到基底侧接触。全基因组关联研究和动物和细胞模型实验表明，尽管PLEKHA7不是生物体存活所必需的，但它与心血管生理学、高血压、原发性闭角型青光眼、对葡萄球菌α-毒素的易感性、上皮形态发生和生长有关。因此，PLEKHA7是一种细胞骨架适配蛋白，对于AJ的组织和连接相关信号通路至关重要，这些信号通路精细调节重要的病理生理过程[1]。

PLEKHA7是一个最近与原发性闭角型青光眼（PACG）相关的基因，编码一个顶端的连接蛋白，在血房水屏障（BAB）的成分中表达。研究发现，PLEKHA7在PACG患者的晶状体上皮细胞和虹膜组织中下调。PLEKHA7的表达与SNP rs11024102的C风险等位基因相关，携带风险等位基因的组别与不携带风险等位基因的组别相比，PLEKHA7水平显著降低。在人类永生化非色素睫状上皮细胞（h-iNPCE）和原代小梁网细胞中沉默PLEKHA7，这些细胞与BAB和房水外流密切相关，影响了肌动蛋白细胞骨架的组织。PLEKHA7与GTP结合的Rac1和Cdc42特异性相互作用，但与RhoA不相互作用，并且两种小GTP酶的活化状态与PLEKHA7的表达水平相关。PLEKHA7促进Rac1和Cdc42的GTP水解，而不影响核苷酸交换，将PLEKHA7鉴定为一种新的Rac1/Cdc42 GAP。与Rac1和Cdc42在维持紧密连接通透性中的调节作用一致，沉默PLEKHA7损害了h-iNPCE细胞之间的旁细胞屏障。因此，PACG中PLEKHA7的下调可能通过其Rac1/Cdc42 GAP活性影响BAB的完整性和房水外流，从而促进疾病的病因学[2]。

PLEKHA7和COL11A1中的单核苷酸多态性（SNP）rs11024102和rs3753841被最近的大型全基因组关联研究确定为与PACG相关。该研究旨在评估PLEKHA7 rs11024102和COL11A1 rs3753841与PACG的关联。研究发现，SNP rs11024102和rs3753841与PACG存在统计学上的关联（P < 0.001）。分层分析显示，PLEKHA7 rs11024102与亚洲人群（包括南印度队列）的PACG存在统计学上的显著关联（P < 0.001）。在白种人群中，检测到COL11A1 rs3753841与PACG存在统计学上的显著关联（P = 0.004），而PLEKHA7 rs11024102与PACG没有关联（P = 0.140）。这项荟萃分析表明，PLEKHA7 rs11024102与亚洲人群的PACG相关，而COL11A1 rs3753841在白种人和亚洲人群中都与PACG的发生存在遗传关联[3]。

PLEKHA7是一种新近发现的PACG易感基因，其在PACG中的作用尚不清楚。PLEKHA7与顶端连接复合物（AJCs）相关，因此涉及旁细胞液体调节。研究发现，PLEKHA7在眼睛的肌肉、血管内皮和虹膜、睫状体、睫状突、小梁网（TM）和脉络膜的上皮中特异性表达。在上述部位，PLEKHA7与粘附连接标记物（E-钙粘蛋白和β-连接蛋白）和紧密连接标记物（ZO-1）共定位。在PACG相关结构（虹膜、睫状体和脉络膜）和BAB结构（后虹膜上皮、非色素睫状上皮、虹膜和睫状体的微血管）中发现了PLEKHA7的特异性定位。PLEKHA7与眼睛中的AJCs相关，这表明PLEKHA7可能通过液体调节在PACG中发挥作用。在眼睛的平滑肌和血管内皮中也观察到PLEKHA7的新表达[4]。

Cingulin、paracingulin和PLEKHA7是定位于脊椎上皮细胞顶端连接复合物细胞质区域的蛋白质。Cingulin在紧密连接（TJs）中被检测到，而paracingulin在TJs和AJ中都已被检测到，而PLEKHA7在AJ中被检测到。Cingulin和paracingulin的一个功能是通过与RhoA和Rac1的鸟苷酸交换因子直接相互作用来调节连接处的Rho家族GTP酶的活性。Cingulin还通过其调节RhoA活性的能力，部分通过其调节不同类型培养细胞中多种基因的转录来调节转录。PLEKHA7和paracingulin是连接E-钙粘蛋白与AJ中微管细胞骨架的蛋白质复合物的一部分。在这篇论文中，我们回顾了这些蛋白质的当前知识，包括它们的发现、表达、定位、结构、分子相互作用，以及它们在不同发育和疾病模型系统中的作用[5]。

PLEKHA7是PLEKHA蛋白家族中最研究的一个成员，PLEKHA蛋白家族包括具有不同功能的八个成员。然而，PLEKHA7的进化历史尚未被探索。研究表明，PLEKHA7与PLEKHA4、PLEKHA5和PLEKHA6一起属于一个我们命名为PLEKHA4/5/6/7的亚家族。这个亚家族与其他PLEKHA蛋白不同，后者形成了另外两个单独的亚家族，即PLEKHA1/2和PLEKHA3/8。序列、系统发育、外显子-内含子组织和共线分析表明，PLEKHA4/5/6/7亚家族在无脊椎动物中由单个基因代表，该基因在所有脊椎动物的最后共同祖先中保持单拷贝，并在有颌和无颌脊椎动物中经历了不同的基因复制。在后一种物种中，第一轮基因复制产生了PLEKHA4/7和PLEKHA5/6对，第二轮基因复制产生了亚家族的四个现存成员。这些观察结果与脊椎动物基因组进化的1R/2R假说一致。由于硬骨鱼特有的全基因组复制，PLEKHA7和PLEKHA5在硬骨鱼中也存在两个拷贝。脊椎动物PLEKHA4/5/6/7蛋白与无脊椎动物序列之间的相似性仅限于它们的N端PH结构域，而蛋白质分子其余部分的相似性仅限于少数无脊椎动物物种之间，并且仅限于螺旋-环-螺旋结构和极端C端末端。脊椎动物PLEKHA4/5/6/7蛋白包含广泛的内在无序域，这些域在所有脊椎动物中保持拓扑结构和结构保守，但在无脊椎动物中不保守。总之，这项研究揭示了PLEKHA7和PLEKHA4/5/6/7亚家族的起源和进化，并揭示了关于这个研究较少的蛋白质组的新关键信息，适合于未来的功能研究[6]。

PLEKHA7（Pleckstrin同源结构域包含家族A成员7）调节细胞质顶端粘附连接（AJ）蛋白的组装，从而确保细胞-细胞粘附和紧密连接屏障的完整性。在结直肠癌（CRC）中，PLEKHA7的表达与相邻正常组织水平相比有所升高，并随着临床阶段而增加。在野生型KRas（wt-KRas）细胞中，PLEKHA7存在于质膜AJ上，但在表达突变KRas（mut-KRas）的细胞中分散。荧光寿命成像显微镜（FLIM）表明PLEKHA7与wt-KRAs有直接相互作用，而与mut-KRas的相互作用很少。抑制PLEKHA7特异性地降低了mut-KRas细胞信号传导、增殖、附着、迁移，并延缓了mut-KRAS CRC肿瘤生长。二酰甘油-磷脂酰肌醇（PI）与PLEKHA7的PH结构域的结合相对亲和力较低。这可能是因为D175氨基酸残基起“哨兵”作用，阻止PI(3,4)P2和PI(3,4,5)P3的结合。分子或药理学抑制PLEKHA7 PH结构域可以阻止mut-KRas细胞的生长，但对wt-KRas细胞没有影响。总的来说，这些研究表明PLEKHA7除了维持AJ结构外，还通过与膜mut-KRas的PH结构域相互作用在mut-KRas信号传导和表型中发挥作用，从而增加mut-KRas下游信号传导的效率[7]。

虽然越来越多的证据突出了hTERT促进肿瘤细胞侵袭和转移的分子机制，但hTERT使hTERT能够促进侵袭和转移的特性的分子机制尚未明确阐明。研究发现，hTERT通过招募p50协同抑制PLEKHA7表达来促进胃癌侵袭和转移。研究发现，PLEKHA7在胃癌中的表达与TNM分期和淋巴转移显著负相关，PLEKHA7表达的降低显著增加了胃癌细胞的侵袭和转移。进一步的机制研究表明，hTERT通过结合p50并将hTERT/p50复合物募集到PLEKHA7启动子来直接调节PLEKHA7的表达。hTERT的增加显著降低了PLEKHA7的表达，并促进了胃癌细胞的侵袭和转移。hTERT介导的侵袭/转移特性至少部分依赖于PLEKHA7。这项工作揭示了由hTERT和p50协调的胃癌侵袭/转移的新分子机制[8]。

PLEKHA7（pleckstrin同源结构域包含家族A成员7）在多项研究中被发现是人类高血压的候选基因，但支持这种关联的功能数据尚缺乏。研究人员通过使用锌指核酸酶技术对Dahl盐敏感性（SS/JrHsdMcwi）大鼠的PLEKHA7进行突变，研究了该基因对盐敏感性高血压发病机制的贡献。在8% NaCl饮食4周后，杂合突变大鼠的平均动脉血压（149 ± 9 mmHg vs. 178 ± 7 mmHg；P < 0.05）和收缩压（180 ± 7 mmHg vs. 213 ± 8 mmHg；P < 0.05）均低于野生型同窝大鼠。突变大鼠的尿蛋白和蛋白排泄率也显著降低，表明突变具有肾脏保护作用。突变动物的心脏和肾脏的周围血管纤维化和总外周阻力也显著降低，表明血管可能在高血压的缓解中起作用。确实，与野生型相比，PLEKHA7突变大鼠的分离肠系膜阻力动脉对乙酰胆碱的反应性舒张和内皮依赖性舒张都得到了改善。这些血管改善与细胞内钙处理的变化相关，导致突变血管中一氧化氮的生物利用度增加。这些数据首次提供了PLEKHA7可能通过其血管效应来调节血压和心血管功能的证据[9]。

循环蛋白与甲状腺癌（TC）之间的因果关系尚不清楚。研究人员采用了五个大型循环蛋白组全基因组关联研究（GWASs）和TC荟萃分析（nCase = 3,418, nControl = 292,703），以进行蛋白组范围的孟德尔随机化（MR）和贝叶斯共定位分析。通过MR分析，研究人员确定了26种循环蛋白与TC存在假定的因果关系，其中NANS蛋白通过了多重校正（P BH = 3.28e-5, 0.05/1,525）。这些蛋白涉及氨基酸和有机酸合成途径。共定位分析进一步确定了与TC相关的六种蛋白（VCAM1、LGMN、NPTX1、PLEKHA7、TNFAIP3和BMP1）。组织验证证实了BMP1、LGMN和PLEKHA7在正常和TC组织之间的差异表达。研究发现，循环蛋白与TC风险的关联证据有限。这项研究强调了蛋白质，特别是那些参与氨基酸代谢的蛋白质，对TC的贡献[10]。

综上所述，PLEKHA7是一种重要的细胞骨架适配蛋白，对于上皮粘附连接的组织和连接相关信号通路至关重要。PLEKHA7的突变或表达改变与多种疾病相关，包括心血管疾病、高血压、原发性闭角型青光眼、胃癌和甲状腺癌。PLEKHA7在维持细胞-细胞粘附和紧密连接屏障的完整性中发挥重要作用，并通过与GTP结合的Rac1和Cdc42相互作用调节细胞迁移和血房水屏障功能。此外，PLEKHA7还与Rac1/Cdc42 GAP活性相关，这可能在原发性闭角型青光眼和结直肠癌中发挥作用。PLEKHA7的基因多态性与高血压和甲状腺癌的易感性相关，表明PLEKHA7在疾病发生中具有潜在的作用。PLEKHA7的研究有助于深入理解其在细胞粘附、信号传导和疾病发生中的作用，为相关疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。