Adam32-KO 基因敲除小鼠

ADAM32，即A Disintegrin And Metalloprotease 32，是ADAM家族中的一员。ADAM家族是一类细胞表面蛋白，在多种组织和物种中均有发现。ADAM32的cDNA序列编码750个（小鼠ADAM32）和787个（人类ADAM32）氨基酸，两者之间有69%的同源性。小鼠和人类ADAM32的推定氨基酸序列包含ADAM家族成员共有的所有结构域。氨基酸序列比较显示，ADAM32与ADAM2和ADAM3高度同源，ADAM2和ADAM3是精子表面蛋白，对于小鼠的受精是必需的。研究发现，ADAM32基因主要在睾丸中表达。对青春期前和成年小鼠睾丸的转录分析表明，ADAM32的表达始于减数分裂前期，在粗线期精母细胞中。这些结果表明，ADAM32可能在精子发育或受精中发挥作用。基因组数据库搜索显示，小鼠和人类ADAM32基因分别位于8号和8q11染色体上。ADAM32基因覆盖了相对较大的基因组区域（小鼠ADAM32为120 kb，人类ADAM32为180 kb），并包含多个小外显子（小鼠ADAM32至少有22个外显子，人类ADAM32有25个外显子）[1]。

在肝母细胞瘤（HBL）中，ADAM32的表达水平特别高。为了研究ADAM32在癌症中的作用，研究人员在HepG2和HBL原代细胞中进行了强制表达或敲低实验。结果显示，表达ADAM32的HepG2细胞在集落形成、细胞迁移和侵袭以及细胞活力方面有所增加，而ADAM32敲低则导致这些细胞功能的下降。定量RT-PCR表明，ADAM32的表达与与癌症干细胞和上皮-间质转化（EMT）相关的基因表达相关，这表明ADAM32在癌症干性和EMT中发挥作用。此外，ADAM32的敲低增加了顺铂诱导的细胞凋亡，而这种作用被caspase-8抑制剂所抑制，这表明ADAM32在细胞外凋亡信号传导中发挥作用。研究人员得出结论，ADAM32在HBL的进展中起着至关重要的作用，因此它可能是一种有希望的抗癌治疗分子靶点[2]。

缺失ADAM32的雄性小鼠具有正常的生育能力、睾丸完整性和精子特征。ADAM32在野生型睾丸和精子中的含量低于ADAM2和ADAM3。这项研究表明，ADAM32对生育能力是不必要的，并且似乎在功能上与小鼠的ADAM2和ADAM3无关[3]。

哺乳动物雄性生殖器官（如睾丸和附睾）中表达了许多ADAM家族成员。这些生殖ADAMs根据系统发育分为三个主要组：第一组包括ADAMs 1、4、6、20、21、24、25、26、29、30和34；第二组包括ADAMs 2、3、5、27和32；第三组包括ADAMs 7和28。之前的基因敲除研究显示，ADAM1、ADAM2和ADAM3在受精中发挥关键作用。在这项研究中，研究人员分析了之前未探索的第二组ADAMs（ADAM5、ADAM27和ADAM32）的加工、生化特性、定位和表达关系。结果显示，这三个ADAMs都是在睾丸中作为前体产生的，并在附睾成熟过程中进行加工，ADAM5和ADAM32（而不是ADAM27）位于精子表面。使用Adam2(-/-)和Adam3(-/-)小鼠的精子，研究人员发现，在这三个ADAMs中，ADAM3和Adam2敲除精子的ADAM5水平分别有所降低。此外，研究人员还分析了来自单独系统发育组的附睾来源的精子表面ADAM（ADAM7）在敲除精子中的水平。结果显示，ADAM2和Adam3-null精子的ADAM7水平也显著降低。综合这些结果，研究人员得出结论，ADAM5和ADAM7与ADAM2和ADAM3之间存在一种新的表达关系，而ADAM2和ADAM3在受精中发挥着关键作用[4]。

通过对25个无关联的香猪进行全基因组重测序，研究人员获得了876.70 Gb的原始数据。LD分析显示，香猪中连锁不平衡的水平最低。香猪与其他品种（包括藏猪、梅山猪、杜洛克猪和兰德瑞斯猪）的比较基因组分析揭示了3062、1228、907和1519个选择区域。在香猪选择区域中发现的基因与生长和发育过程（IGF1R、PROP1、TBX19、STAC3、RLF、SELENOM、MSTN）、免疫和疾病抵抗力（ZCCHC2、SERPINB2、ADGRE5、CYP7B1、STAT6、IL2、CD80、RHBDD3、PIK3IP1）、环境适应（NR2E1、SERPINB8、SERPINB10、SLC26A7、MYO1A、SDR9C7、UVSSA、EXPH5、VEGFC、PDE1A）、繁殖（CCNB2、TRPM6、EYA3、CYP7B1、LIMK2、RSPO1、ADAM32、SPAG16）、肉质性状（DECR1、EWSR1）和早期性成熟（TAC3）相关。通过绝对等位基因频率差异（ΔAF）分析，研究人员发现了NR6A1和LTBP2基因中发生的两个种群特异性错义突变，很好地解释了香猪的脊椎数量少于欧洲猪品种。研究结果表明，香猪受到的人工选择的影响比欧洲猪和梅山猪品种要小。选择候选基因主要涉及生长和发育、疾病抵抗力、繁殖、肉质性状和早期性成熟。这项研究提供了一份功能候选基因列表，以及许多遗传变异，这些将为香猪独特性状的分子基础提供见解[5]。

在对公牛精子的研究中，研究人员评估了Putranjiva roxburghii种子乙醇提取物的体外效果。结果显示，种子提取物显著提高了精子的活力。转录组分析（RNA-Seq）发现，与提取物处理组相比，对照组中有93个差异表达基因。RNA-Seq结果揭示了CATSPER、AKAP3、SPAG、ADAM1B、ADAM2和ADAM32等基因的表达上调，这些基因参与增加精子活力。转录组分析还揭示了在Putranjiva提取物处理的活力精子中，ZAR1、CYP17A1、APPL2、HOXB4和SP9等基因的表达，这些基因与胚胎发育过程有关。结果表明，Putranjiva草药对提高生育力具有药用价值，因为它的组合效应增加了精子活力和对胚胎发生的益处。这项研究排除了草药对牛中携带X和Y染色体的精子有任何偏向性影响的可能性[6]。

在Vrindavani牛中，研究人员使用Illumina Bovine50K BeadChip平台对96头随机选择的Vrindavani母牛进行了基因分型。GWAS模型拟合了全基因组SNP标记与繁殖性状之间的关系，包括首次分娩年龄（AFC）、分娩间隔（ICP）、干奶天数（DD）和服务期（SP）。Bonferroni校正后，共鉴定出39个位于不同染色体上的SNP标记，这些标记显著影响AFC（6个SNP）、ICP（7个SNP）、DD（9个SNP）和SP（17个SNP）的变化。使用GWAS方法鉴定出与繁殖性状相关的新型候选基因，包括UMPS、ITGB5、ADAM2、UPK1B、TEX55、bta-mir-708、TMPO、TDRD5、MAPRE2、PTER、AP3B1、DPP8、PLAT、TXN2、NDUFAF1、TGFA、DTNA、RSU1、KCNQ1、ADAM32和CHST8。这些与繁殖性状相关的显著SNP和基因以及富集基因可能被用作动物改良计划中的候选生物标志物，特别是用于提高牛的繁殖性能[7]。

研究人员对8种肿瘤实体的2737个肿瘤样本和432个正常样本进行了全基因组分析，包括拷贝数变异（CNV）、断裂区域（BPR）和脆性位点。CNV检测和BPR鉴定显示，BPRs在肿瘤样本中倾向于在特定的基因组区域积累，而在正常样本中则分散在整个基因组中。热点区域被发现，在这些区域中，具有相似拷贝数改变的片段重叠，而BPRs相邻聚集。BPR发生频率的评估显示，每种肿瘤实体中至少有15%的样本检测到至少一个BPR，而正常样本中BPRs最多占12%。2716个肿瘤相关BPRs中有127个（称为“常见BPRs”）在正常样本中也表现出明显的发生频率。共定位评估确定了20,077个CNV影响的基因，其中169个是已知的肿瘤相关基因。最值得注意的是KIAA0513基因，它在免疫、突触和凋亡信号通路中起重要作用，以及可能通过改变染色质结构作为致癌基因或肿瘤抑制基因的非编码RNA RP11-115C21.2，以及ADAM32基因，它可能在癌细胞增殖和进展中通过多种生长因子的细胞外结构域脱落而发挥重要作用，以及众所周知的肿瘤抑制基因p53。BPR分布表明，肿瘤基因组中的CNV突变可能不是随机的。特定区域BPRs的显著重复出现支持肿瘤的共同进展机制。热点区域的存在以及常见BPRs的存在，尽管它们的小组规模较小，表明脆性位点与癌症基因改变之间存在关系。这些数据进一步表明，具有各种生物学功能的蛋白质编码和非编码基因可能在肿瘤生物学中发挥致病或功能作用。这项研究增强了我们对肿瘤发生和进展机制的理解[8]。

ADAM32与ADAM2和ADAM3高度同源，而ADAM2和ADAM3是精子表面蛋白，对于小鼠的受精是必需的。然而，缺失ADAM32的雄性小鼠具有正常的生育能力，这表明ADAM32对生育能力是不必要的，并且似乎在功能上与小鼠的ADAM2和ADAM3无关[3]。在肝母细胞瘤中，ADAM32的表达水平特别高，这可能表明ADAM32在癌症的进展中起着至关重要的作用，因此它可能是一种有希望的抗癌治疗分子靶点[2]。此外，ADAM32基因在香猪选择区域中被发现，这与繁殖性状相关，可能表明ADAM32在动物繁殖中发挥作用[5]。在全基因组分析中，ADAM32被鉴定为肿瘤相关基因，这表明ADAM32在肿瘤生物学中可能发挥重要作用[8]。