Tigd4-KO 基因敲除小鼠

TIGD4，即Tigger transposable element derived 4，是一个从Tigger转座子衍生的基因。Tigger转座子是pogo转座子超家族的一个成员，pogo转座子超家族是IS630-Tc1-mariner（ITm）组的一部分。这个转座子超家族包括了多个不同的家族，如Passer、Tigger、pogoR、Lemi、Mover和Fot/Fot-like等，它们在真核生物的各个王国中广泛分布。在动物和真菌中，pogo转座子普遍存在，但在陆生植物中的分类分布是有限的。pogo转座子几乎侵入了所有动物谱系，甚至在哺乳动物中多次被驯化。已知有12个基因，包括CENPB、CENPBD1、JRK、JRKL、POGK、POGZ和TIGD2-7等，被认为是起源于这个超家族。其中，JRKL和TIGD2似乎是共同驯化的，而其他基因则代表独立的驯化事件。TIGD3、TIGD4、TIGD5和POGZ这四个基因倾向于代表脊椎动物中的古老驯化事件，而其他基因则仅在哺乳动物中出现，似乎是在最近被驯化的[2]。

在哺乳动物中，pogo转座子经历了重要的结构变化，包括目标位点重复（TSD）类型和DDE三联体签名（DD29-56D）。大多数驯化的基因都是从完整的转座酶基因衍生出来的，但是CENPB、POGK和POGZ是嵌合基因，它们融合了额外的功能域。这是首次系统地揭示pogo转座子的进化概况，表明pogo和Tc1/Mariner是ITm组的两个独立超家族，并展示了pogo在脊椎动物中的重复驯化事件。这些数据表明pogo转座子在塑造真菌和动物的基因组基因进化中发挥了重要作用。这项研究扩展了我们对于pogo转座子多样性的理解，并更新了ITm组的分类[2]。

在骨骼肌中，TIGD4的表达在耐力运动训练中受到了关注。在缺乏肌糖原的 McArdle 鼠模型中，尽管这些小鼠无法利用肌糖原，但它们能够适应个体化的中等强度耐力运动训练。然而，它们无法达到正常肌糖原供应的健康小鼠的性能水平。耐力运动训练促进了对 McArdle 和野生型小鼠共有的三种蛋白质的表达：LIMCH1、PARP1 和 TIGD4。训练过的 McArdle 鼠表现出强烈的 MAPK12 表达。McArdle 病是一种骨骼肌糖原代谢的先天性障碍，由于肌磷酸化酶基因的突变导致糖原分解受阻。最近，我们开发了一个携带人类常见突变（p.R50X）的同源 McArdle 鼠模型，这为研究肌糖原供应如何影响耐力运动训练中的肌肉分子适应性提供了便利。通过使用液相色谱串联质谱法的定量差异分析，我们分析了16周龄 McArdle（n = 5）和野生型（WT）（n = 4）小鼠的股四头肌蛋白质组，这些小鼠之前接受了8周的适度强度跑步机训练或相应的对照组（无训练）。使用超几何富集分析评估了 WT 和 McArdle 鼠中训练引起的差异表达蛋白的蛋白质网络富集。虽然耐力运动训练提高了 WT 和 McArdle 鼠的估计最大有氧能力，但与对照相比，McArdle 鼠的能力降低了约50%。我们发现，在有和无肌糖原的情况下，耐力运动训练引起的肌肉组织适应性所涉及的蛋白质网络存在显著差异。训练诱导了三种蛋白质的表达，这三种蛋白质在 McArdle 和 WT 鼠中是共有的：LIM 和 calponin 同源结构域蛋白1（LIMCH1）、多（ADP-核糖）聚合酶1（PARP1 - 尽管在 McArdle 鼠中训练效果更为明显）和 Tigger 转座子衍生的4（TIGD4）。训练过的 McArdle 鼠表现出强烈的 MAPK12 表达。通过深入的蛋白质组学分析，我们为肌糖原供应如何影响耐力运动训练中的肌肉蛋白质信号传导适应性提供了机制性见解[1]。

综上所述，TIGD4是一个从Tigger转座子衍生的基因，它在肌肉组织的耐力运动训练适应性中发挥作用。在缺乏肌糖原的 McArdle 鼠模型中，TIGD4的表达在耐力运动训练中得到了提高。这表明TIGD4可能参与了肌肉对耐力运动的适应性反应。此外，TIGD4的表达在脊椎动物中经历了重要的进化事件，表明它在基因组的基因进化中发挥了重要作用。对于TIGD4的研究有助于深入理解肌肉对耐力运动的适应性反应的机制，并为相关疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。