Dip2b-KO 基因敲除小鼠

Dip2b，也称为Disconnected (disco)-interacting protein 2 homolog B，是Dip2超家族的成员之一。在胚胎发生过程中，Dip2b在轴突生长中发挥着关键作用。此外，Dip2b在成年小鼠的多个大脑区域中高度表达，可能参与轴突导向。研究表明，Dip2b在多种体细胞组织中均有表达，包括肺和肾，以及在神经元、生殖、血管组织、肾、心脏、肝脏和肺部中广泛表达。Dip2b在成年小鼠中的广泛而强烈的表达模式为其在多个位置的分布提供了证据，并暗示了其在众多生理功能中的潜在作用[1]。

Dip2b在神经分化中发挥着重要作用。研究表明，Dip2b缺失会导致小鼠胚胎干细胞（mESCs）发生异常神经分化。Dip2b缺失并不改变mESCs的多能性维持、细胞周期和增殖，或分化成三个胚层的能力。然而，在神经分化过程中，与轴突导向、通道活性和突触膜相关的基因在Dip2b缺失的情况下显著下调。这些结果表明，Dip2b在神经分化中发挥着重要作用，为研究Dip2b在神经分化中的确切机制提供了一个有价值的模型[2]。

DIP2B基因中的CGG重复扩增与12q13.1染色体上的脆性位点FRA12A相关。FRA12A是一种罕见的叶酸敏感性脆性位点，其高水平细胞遗传学表达与智力障碍显著相关。研究发现，FRA12A的分子基础是一个延长的多态性CGG重复，位于DIP2B基因的5'非翻译区。DIP2B编码的蛋白质具有DMAP1结合域，提示其在DNA甲基化机制中的作用。在两名具有FRA12A和智力障碍的患者中，DIP2B mRNA水平减半，且重复扩增发生甲基化。在两名没有智力障碍但具有扩增和甲基化重复的患者中，DIP2B表达降低至对照组的约三分之二。有趣的是，一个携带未甲基化CGG重复扩增的个体显示出DIP2B mRNA水平的升高，这表明重复扩增增加了基因表达。这些数据表明，DIP2B的缺乏可能与FRA12A相关的神经认知问题有关[3]。

研究表明，DIP2C基因的杂合缺失与表达能力延迟有关。DIP2基因在果蝇中调节蘑菇体神经元轴突分叉，在秀丽隐杆线虫的神经元中是轴突再生的必需基因。在脊椎动物中，DIP2的同源基因DIP2A、DIP2B和DIP2C高度保守，在中枢神经系统中广泛表达。尽管有证据表明DIP2C在认知中发挥作用，但关于这些基因中致病性变异的报道很少，其意义尚不确定。研究发现，23名具有杂合DIP2C变异的个体表现出主要影响表达能力和发展语言的发育迟缓。DIP2C表达在人类新皮质中升高，在受孕后10-24周达到峰值。这些数据支持了DIP2C基因杂合缺失与神经认知表型相关的假设[4]。

短串联重复（STRs），特别是CGG三核苷酸重复，与多种神经发育障碍（NDDs）相关。CGG重复扩增已被发现与广泛范围的NDDs相关，包括脆性X综合征（FXS），这是最常见的遗传性智力障碍和自闭症。研究表明，CGG重复扩增通过重复扩增介导的表观遗传沉默影响基因表达。例如，FMR1、AFF2、AFF3、XYLT1、FRA10AC1、CBL和DIP2B等基因中的CGG重复扩增与NDDs相关。这些发现为开发针对这些具有挑战性的疾病的新诊断和治疗方法提供了潜在的策略[5]。

研究表明，基因组短读测序（SRS）和转录组测序在诊断杜氏肌营养不良（DMD）方面具有诊断价值。DIP2B基因5' UTR中的超甲基化CGG扩增与智力发育障碍相关。研究发现，在一名DMD患者中，转录组分析确定了6个异常表达的基因，DMD和DIP2B分别是显著低表达和高表达的基因。基因组SRS确定了一个216 kb的旁中心倒位，并与DMD启动子重叠。此外，DIP2B基因中的CGG重复扩增也被发现。这些结果表明，转录组数据在解决复杂的DMD倒位和DIP2B基因型方面发挥了重要作用[6]。

Dip2B缺失的鼠胚胎肺成纤维细胞（MELFs）的全转录组研究表明，Dip2B在细胞增殖和发育中发挥着重要作用。RNA-seq分析确定了Dip2b-/-和Dip2b+/- MELFs中分别有1369和1104个差异表达基因（DEGs）。功能聚类分析表明，许多基因本体术语属于膜活动，如“质膜整合成分”和“离子通道活性”，表明Dip2B可能在膜完整性和膜功能中发挥作用。KEGG通路分析发现，与野生型MELFs相比，Dip2b-/-和Dip2b+/- MELFs中多个代谢通路受到影响，包括“蛋白质消化和吸收”、“胰腺分泌”和“类固醇激素合成途径”。这些结果表明，Dip2B可能在代谢中发挥作用。分子功能分析显示，Dip2b-/- MELFs中转录因子（如Hox基因、bHLH基因和Forkhead基因）的表达显著下调。这些基因在胚胎发育和细胞分化中起着重要作用。此外，Dip2B缺失的MELFs表现出细胞增殖和迁移减少，以及凋亡增加。所有这些结果表明，Dip2B在胚胎发生过程中在细胞增殖、迁移和凋亡中发挥着多重作用，并可能参与代谢的控制[7]。

DIP2B在乳腺癌中表现出致癌基因特征和预后价值。研究表明，DIP2B在26种癌症类型中高度表达，与乳腺癌、间皮瘤和嗜铬细胞肾细胞癌的较差总生存期（OS）显著相关。DIP2B与乳腺癌中的免疫评分、主要免疫杀伤细胞（CD8+ T细胞、激活的NK细胞和浆细胞）的浸润水平以及主要组织相容性复合体相关基因和趋化因子相关基因的表达呈负相关。亚型分析表明，DIP2B表达与Her-2+乳腺癌患者的较差OS相关。在乳腺癌中，基因集变异分析（GSVA）结果显示，与DIP2B正相关基因富集于癌症相关通路（PI3K-AKT）和细胞周期相关通路（MITOTIC_SPINDLE、G2M_CHECKPOINT和E2F_TARGETS），而与DIP2B负相关基因富集于DNA修复通路。DIP2B基因敲低导致乳腺癌细胞系增殖和迁移减少，凋亡增加。DIP2B表达与乳腺癌中的淋巴结转移和较差的组织学分级相关。DIP2B表达预测了乳腺癌患者的较差无病生存期和OS，特别是Her-2+亚型。这些结果表明，DIP2B可能是乳腺癌的预后生物标志物，特别是Her-2+亚型，并且与乳腺癌中的“冷”肿瘤免疫微环境相关，可能成为未来免疫治疗的目标[8]。

小鼠Dip2B的靶向破坏导致异常肺发育和围产期死亡。研究发现，Dip2B在胚胎发生过程中在多种神经元、心肌、内皮和上皮细胞类型中广泛表达。Dip2b的靶向破坏导致宫内生长受限、肺形成缺陷和围产期死亡。Dip2B对晚期肺成熟至关重要，而不是早期分支形态发生。形态学分析显示，Dip2b缺失导致肺泡形成、间质分隔和细胞增加。BrdU掺入实验表明，Dip2b缺失导致肺发育的肺泡阶段细胞增殖增加。RNA-seq分析发现，在E18.5孕周Dip2b缺失的肺中有1431个基因受到影响。基因本体分析表明，细胞周期相关基因上调，免疫系统相关基因下调。KEGG分析发现氧化磷酸化是最过度表达的通路，以及G2/M期转变通路。Dip2b缺失导致肺泡I型和II型分子标记的表达下调。这些结果表明，Dip2B在肺成熟和存活中发挥着重要作用[9]。

Dip2B在器官发生过程中通过外泌体miRNA转运调节上皮祖细胞扩张。研究发现，外泌体中装载的间充质特异性成熟miR-133b-3p从间充质转运到唾液腺上皮，而唾液腺上皮不表达初级miR-133b-3p。在培养中敲低miR-133b-3p导致芽端形态发生减少，上皮KIT+祖细胞增殖减少，以及目标基因Disco-interacting protein 2 homolog B（Dip2b）的表达增加。DIP2B参与DNA甲基化，在分裂间期的一组KIT+祖细胞的细胞核中与5-甲基胞嘧啶定位。这些结果表明，miR-133b-3p从间充质到上皮的外泌体转运减少了DIP2B，可能在器官发生过程中KIT+祖细胞扩张的表观遗传调控中发挥作用[10]。

综上所述，Dip2b在神经分化、细胞增殖、发育和代谢中发挥着重要作用。Dip2b的缺失与异常肺发育、围产期死亡和神经认知问题相关。此外，Dip2b在乳腺癌中表现出致癌基因特征和预后价值。Dip2b的研究为深入理解其在多种生物学过程中的功能提供了重要信息，并为开发针对相关疾病的诊断和治疗方法提供了新的思路和策略。