Rhox8-KO 基因敲除小鼠

Rhox8，也称为Tox，是一种X连锁的生殖同源框基因家族成员，编码转录因子，选择性表达于生殖组织中，包括睾丸、附睾、卵巢和胎盘。Rhox8在哺乳动物生殖系统中发挥着重要作用，特别是在胚胎和出生后发育过程中的Sertoli细胞中特异性表达，这表明Rhox8可能在胚胎性腺发育中发挥作用。Rhox8在Sertoli细胞中的功能研究显示，Rhox8的缺失会导致睾丸发育异常，进而导致雄性生育能力下降[1]。具体来说，Rhox8缺失会导致精子生成周期紊乱，精子数量和活力下降，以及精子细胞凋亡增加。此外，Rhox8缺失的睾丸表现出睾丸增大，输精管扩张，这可能是由输精管Rhox8缺失导致代谢和转运基因表达失调所引起的。

除了在生殖系统中的作用，Rhox8还与T细胞功能有关。在慢性感染和癌症中，耗竭的CD8+ T细胞（Tex）表现出有限的效应功能、高共表达抑制性受体和广泛的转录变化。TOX作为一种HMG盒转录因子，在Tex细胞的转录和表观遗传发展中起着核心调节作用。在缺乏TOX的情况下，Tex细胞无法形成，这表明TOX对Tex细胞的形成至关重要[2]。TOX的表达受钙调神经磷酸酶和NFAT2的诱导，并在Tex细胞中形成正反馈回路，从而维持Tex细胞的转录和表观遗传特征。TOX通过将持续的刺激转化为Tex细胞特有的转录和表观遗传发育程序，导致细胞耗竭。

在肿瘤特异性CD8 T细胞分化中，TOX也发挥着重要作用。TOX在肿瘤和慢性病毒感染中的耗竭T细胞中高度表达，其表达受慢性T细胞受体刺激和NFAT激活的驱动。TOX的过表达可诱导与T细胞耗竭相关的转录程序，而TOX的缺失则可阻止耗竭程序，导致耗竭相关基因的表达下调和染色质保持开放状态。尽管TOX缺失的T细胞表现出正常的免疫表型，但它们仍然表现出功能障碍，这表明抑制受体的表达与效应功能的丧失是解耦的。此外，TOX缺失的CD8 T细胞在急性感染中正常分化为效应和记忆状态，但在肿瘤中无法持久存在。这表明TOX诱导的耗竭程序可能有助于防止T细胞在慢性抗原刺激下的过度刺激和活化诱导的细胞死亡[3]。

在慢性感染中，TOX作为CD8+ T细胞持久性的关键调节因子。通过比较急性感染和慢性病毒感染中CD8+ T细胞的单细胞转录组和表观遗传谱，发现TOX在祖细胞样CD8+ T细胞中的表达活性高于记忆前体细胞，并具有更多的活性组蛋白标记。TOX促进抗病毒CD8+ T细胞的持久性，并对祖细胞样CD8+ T细胞的编程至关重要。因此，长期CD8+ T细胞对慢性病毒感染的免疫需要与转录因子TOX相关的独特转录和表观遗传程序[4]。

TOX还通过调节PD1的表达来增强慢性病毒感染中耗竭T细胞的表型和寿命。在慢性感染中，TOX蛋白的发育和维持耗竭T细胞群是必需的。TOX蛋白在T细胞受体的高抗原刺激下被诱导，并与耗竭表型的存在相关。去除其DNA结合域可降低PD-1在mRNA和蛋白水平的表达，增强细胞因子的产生，并导致多功能的T细胞表型。具有这种缺失的T细胞最初表现出增强的效应功能，并导致更严重的免疫病理学，但最终其数量会大幅下降，特别是在TCF-1+自我更新T细胞中。这表明TOX是T细胞功能障碍正常进展和耗竭T细胞在慢性感染中维持的关键因素，并为CD8 T细胞固有效应功能的抑制和免疫病理学的保护之间的联系提供了证据[5]。

TOX通过防止PD1的降解来促进抗肿瘤CD8+ T细胞的耗竭。在肝细胞癌中，TOX在耗竭的CD8+ T细胞中上调。TOX的敲低抑制了肿瘤生长，增加了CD8+ T细胞的浸润，减轻了CD8+ T细胞的耗竭，并改善了CD8+ T细胞的抗PD1反应。这一机制涉及到TOX在细胞质中与PD1的结合，促进了PD1的内吞循环，从而在细胞表面维持了丰富的PD1表达。TOX在CD8+ T细胞中的高表达损害了其在肝细胞癌中的抗肿瘤功能。TOX降低了PD1的降解，并促进了PD1转移到细胞表面，从而在CD8+ T细胞中维持了高水平的PD1表达。下调TOX的表达改善了CD8+ T细胞的抗肿瘤功能，并显示出与抗PD1疗法的协同作用，这为癌症免疫治疗提供了一种有希望的策略[6]。

TOX在神经发生中也发挥着重要作用。TOX是一种HMG盒转录因子，已知在淋巴细胞发育中发挥作用。在哺乳动物大脑皮层早期发育过程中，TOX被发现在皮质发育的早期阶段起着重要作用[7]。TOX的表达与神经干细胞的增殖和分化相关，可能通过调节相关基因的表达来影响神经发生过程。

Rhox8在生殖系统和免疫系统中的功能研究揭示了其在维持生殖能力和免疫稳态中的重要作用。Rhox8的缺失导致睾丸发育异常和雄性生育能力下降，这表明Rhox8在Sertoli细胞中发挥关键作用，参与调节精子生成过程。此外，TOX在T细胞功能中的作用表明，TOX在免疫反应和免疫稳态中发挥重要作用。TOX的缺失导致Tex细胞无法形成，而TOX的过表达可诱导与T细胞耗竭相关的转录程序。TOX通过调节PD1的表达来增强慢性病毒感染中耗竭T细胞的表型和寿命，并促进抗肿瘤CD8+ T细胞的耗竭。因此，Rhox8在生殖系统和免疫系统中的功能研究为深入了解Rhox8的生物学功能和疾病发生机制提供了重要信息，并为疾病的治疗和预防提供了新的思路和策略。