Shisa6-KO 基因敲除小鼠

Shisa6是一种在脑中发挥重要作用的蛋白质，全称为Shisa家族成员6。它属于Cystine-knot AMPA receptor-modulating proteins (CKAMPs)家族，该家族的其他成员包括CKAMP39/shisa8、CKAMP44/shisa9和CKAMP59/shisa7。Shisa6在突触后膜中富集，并与AMPA受体（AMPARs）共定位。Shisa6的C端含有PDZ结构域配体，该配体能够与突触后密度蛋白95（PSD-95）结合，从而限制AMPARs在细胞膜中的移动性，并将它们限制在突触后密度中。在HEK293细胞中表达Shisa6会改变GluA1和GluA2介导的电流，通过延长衰减时间并减少AMPARs的去敏化程度，同时减慢去敏化后的恢复速度。通过基因敲除实验，我们发现Shisa6会增加海马CA1区 miniature excitatory postsynaptic currents (mEPSCs)的上升和衰减时间。Shisa6阳性的AMPARs表现出显著的持续电流，表明它们受到保护，免受完全去敏化。因此，Shisa6可以防止在高速率突触传递中捕获的AMPARs发生抑郁[2]。

Shisa6还在细胞类型特异性的调节抑郁方面发挥作用。抑郁是导致残疾的主要原因，并产生巨大的健康和经济负担。目前的治疗方法大多无效，导致超过50%的患者仍有症状，这主要是因为抗抑郁药的非选择性和广泛作用。因此，迫切需要设计和开发新的治疗方法来治疗抑郁症。鉴于大脑的异质性和复杂性，识别产生抑郁样行为的特定细胞类型中的分子机制将推动治疗的发展。在奖赏环路中，伏隔核（NAc）是抑郁症病理生理学中的关键脑区，可能基于D1-或D2-中棘神经元（MSNs）的差异活性。据报道，Shisa6是AMPAR的成分，只在易感小鼠NAc中的D1-MSNs中增加。使用Ribotag方法，通过RNA测序分析D1-和D2-MSNs的转录组谱，揭示了细胞类型特异性基因，包括Shisa6，可能参与抑郁症的发病机制。我们发现选择性光遗传激活腹侧被盖区（VTA）到NAc的通路会增加D1-MSNs中Shisa6的表达。Shisa6特异性地定位于D1-MSNs的兴奋性突触，并增加神经元的兴奋性，从而促进小鼠的焦虑和抑郁样行为。Shisa6的细胞类型和通路特异性作用，直接调节传递厌恶信息的兴奋性突触，使其成为抑郁症中异常通路功能的潜在快速抗抑郁靶点[3]。

Shisa6还在精子生成过程中发挥重要作用。在鼠睾丸的曲细精管中，一群GFRα1阳性的精原细胞具有干细胞功能，并支持持续的精子发生，可能独立于不对称分裂或明确的生态位控制。研究表明，激活Wnt/β-catenin信号通路会促进精原细胞的分化和减少GFRα1+细胞池。进一步发现，Shisa6是一种细胞自主的Wnt抑制剂，在GFRα1+细胞的一个限制性子集中表达，并赋予对Wnt/β-catenin信号通路的抗性。Shisa6+细胞表现出干细胞相关的特征，这可以从T (Brachyury)+细胞的形态和长期命运中推测出来，这些细胞主要与Shisa6+细胞重叠。这项研究提出了一种在任意（或开放）生态位环境中干细胞调节的通用机制，通过这种机制，不同水平的细胞自主抑制剂（在这种情况下为SHISA6）会产生对广泛分布的分化和促进细胞外信号（如WNTs）的异质抗性[4]。

此外，Shisa6还与一些疾病的风险相关。例如，有研究表明，Shisa6的遗传变异与认知障碍的延迟有关。在Amish社区中对认知障碍（CI）的研究发现，一些家庭中存在CI个体和认知未受损（CU）个体。研究者假设CU个体可能携带保护性等位基因，延迟CI的发病年龄。在1522名进行CI筛查的个体中，研究者发现染色体17上的SHISA6基因与CI发病年龄的延迟有显著关联。该基因在突触后传递中发挥作用，是阿尔茨海默病的生物学候选基因[1]。此外，Shisa6还与肠易激综合症（IBS）的风险相关。肠易激综合症是一种常见的肠道疾病，对个体生活质量有显著影响。研究表明，Shisa6是10个IBS风险位点之一，并且其基因表达与IBS的易感性相关。这表明Shisa6可能在IBS的发病机制中发挥重要作用[5]。

Shisa6还与术后恶心和呕吐（PONV）的易感性相关。PONV是术后常见并发症，个体之间存在显著的差异。研究发现，Shisa6基因区域中的rs7212072和rs12444143单核苷酸多态性（SNPs）与PONV的发生频率显著相关。这表明Shisa6可能在PONV的发生机制中发挥重要作用[6]。此外，Shisa6还与高度近视的风险相关。高度近视是一种常见的眼科疾病，对视力有严重影响。研究表明，Shisa6基因中的rs2969180单核苷酸多态性与高度近视的发生显著相关。这表明Shisa6可能在近视的发病机制中发挥重要作用[7]。

综上所述，Shisa6是一种在脑中发挥重要作用的蛋白质，参与突触后传递和细胞类型特异性的调节抑郁。Shisa6还与精子生成、认知障碍、肠易激综合症、术后恶心和呕吐以及高度近视的风险相关。Shisa6的研究有助于深入理解其在突触后传递和细胞类型特异性调节抑郁中的作用，并为相关疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。