智鼠故事 
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Nptx2-KO 基因敲除小鼠
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基本信息
基因研究概述
质控标准
基因
基因全称
neuronal pentraxin 2
基因别称
Narp，np2
染色体号
Chr 5 (Mouse)
NCBI ID
转录本 ID
NCBI: NM_016789 | Ensembl: ENSMUST00000071782
修饰方式
全身性基因敲除
靶向范围
Exon 2
敲除长度
~1.9 kb
品系说明
该品系是基于策略设计时的数据库信息制作而成，建议您在购买前查询最新的数据库和相关文献，以获取最准确的表型信息。
表型提示
MGI:1858209Mice homozygous for a null mutation of this gene display a mild alteration in retinal ganglion cell innervation but are fertile with no obvious behavioral abnormalities.
NPTX2，也称为神经原性五聚素-2，是一种突触形成早期基因，在神经系统的发育和功能中起着重要作用。NPTX2编码一种分泌蛋白，属于神经原性五聚素家族，主要在神经元中表达，尤其是在海马体和皮层的锥体神经元中。这种蛋白通过促进突触可塑性，即突触结构和功能的动态变化，对神经系统的信息处理和传递过程产生深远影响。
在神经系统中，NPTX2的表达受到神经元活动的调节，并在突触传递中发挥作用。它能够增强兴奋性突触传递，通过促进AMPA受体亚基GluA4的表达和定位，从而调节神经元之间的兴奋性和节律性。AMPA受体是大脑中主要的兴奋性递质谷氨酸受体的一个亚型，对神经元信号的传递至关重要。
在阿尔茨海默病（AD）的研究中，NPTX2的表达水平被发现与认知功能密切相关。在AD小鼠模型中，Nptx2基因的缺失导致GluA4表达的减少，突触节律性被破坏，以及锥体神经元兴奋性的增加。在人死后AD大脑皮层的研究中，也发现了NPTX2和GluA4表达的显著降低。在AD患者中，脑脊液（CSF）中NPTX2水平的降低与认知表现和海马体积的减少呈正相关，提示NPTX2在维持锥体神经元-星形细胞网络的适应性控制方面发挥关键作用，其功能的丧失可能是AD中认知障碍的重要病理生理机制[1]。
除了在神经退行性疾病中的作用，NPTX2还在焦虑的调节中发挥重要作用。在焦虑症小鼠模型中，海马体中Nptx2的表达被敲除或过表达，结果显示Nptx2的表达与焦虑水平呈负相关。敲除Nptx2导致焦虑水平升高，而过表达Nptx2则减轻了焦虑行为。这些发现表明，Nptx2在海马体中的表达在调节焦虑和海马细胞增殖中起着关键作用，并且可能与焦虑症的治疗有关[2]。
在表观遗传学方面，NPTX2的启动子甲基化状态与年龄相关。研究发现，在唾液中，NPTX2基因启动子区域的胞嘧啶甲基化程度与年龄呈正相关。通过测量两个特定的胞嘧啶位点，可以建立一个回归模型来预测个体的年龄，平均误差为5.2年。这一发现为法医学和医学筛查提供了新的工具，可以基于生物样本预测个体的年龄和年龄相关疾病的风险[3]。
此外，NPTX2的丢失还与睡眠和昼夜节律的紊乱有关。在NPTX2基因敲除小鼠中，观察到昼夜节律的起始时间被破坏，睡眠阶段的活动增加，睡眠碎片化，以及睡眠纺锤波的减少。这些发现表明，NPTX2在维持正常的睡眠和昼夜节律中起着重要作用，其功能的丧失可能是睡眠障碍的一个关键因素[4]。
在精神疾病领域，NPTX2的表达与精神分裂症的发生发展有关。研究发现，精神分裂症患者脑脊液中NPTX2的水平显著降低。NPTX2在维持兴奋性突触的平衡中起着重要作用，其功能的丧失可能导致神经元网络的失衡，进而引发精神分裂症的症状[5]。
在肿瘤学领域，NPTX2的表达与前列腺癌的发生发展有关。在前列腺癌细胞中，NPTX2的表达显著降低，且其启动子区域高度甲基化。通过DNA甲基转移酶抑制剂治疗，可以恢复NPTX2的表达，并抑制癌细胞的增殖。这些发现表明，NPTX2可能是一种肿瘤抑制基因，其表达的下调可能是前列腺癌发生的一个因素[6]。
在胰腺癌中，NPTX2的甲基化水平被发现与疾病的预后和监测相关。在转移性胰腺癌患者中，血浆中NPTX2的甲基化水平升高与较差的预后相关，并且可以更有效地预测患者的总生存期。此外，NPTX2甲基化水平的动态变化与疾病的进展和治疗效果相关，表明NPTX2的甲基化水平可能是一种非侵入性的生物标志物，用于预测和监测转移性胰腺癌的病情[7]。
在精神分裂症患者中，NPTX2的水平与疾病的严重程度相关。研究发现，在急性精神分裂症发作期间，患者的血浆中NPTX2浓度显著升高。NPTX2的水平与年龄和症状严重程度呈负相关。这些发现提示，NPTX2可能在精神分裂症的病理生理学中发挥作用，并可能作为与突触和谷氨酸相关的生物标志物[8]。
在胰腺癌细胞中，NPTX2的表达与细胞增殖、迁移、侵袭、凋亡和细胞周期有关。NPTX2的表达下调可以通过DNA甲基转移酶抑制剂治疗来恢复，并且过表达NPTX2可以抑制癌细胞的增殖、迁移和侵袭，并促进细胞凋亡。这些发现表明，NPTX2可能是一种肿瘤抑制基因，其表达的下调可能是胰腺癌发生的一个因素[9]。
在药物成瘾领域，NPTX2的表达与可卡因相关记忆的消退有关。研究发现，在可卡因条件性位置偏好实验中，Nptx2是检索驱动突触重塑的关键基因。通过操纵Nptx2的表达，可以双向调节可卡因相关记忆的消退和检索驱动突触重塑。这些发现表明，NPTX2可能在药物成瘾的治疗中发挥作用[10]。
综上所述，NPTX2是一个在多种生物学过程中发挥重要作用的基因，包括神经系统的发育和功能、焦虑的调节、表观遗传学、睡眠和昼夜节律、精神疾病、肿瘤学和药物成瘾。NPTX2的表达和功能与多种疾病的发生和发展密切相关，为疾病的治疗和预防提供了新的思路和策略。未来的研究需要进一步探讨NPTX2的生物学功能和疾病发生机制，为开发新的治疗方法提供理论依据。
参考文献：
1. Xiao, Mei-Fang, Xu, Desheng, Craig, Michael T, Galasko, Douglas, Worley, Paul F. 2017. NPTX2 and cognitive dysfunction in Alzheimer's Disease. In eLife, 6, . doi:10.7554/eLife.23798. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28440221/
2. Chang, Simon, Bok, Philane, Tsai, Ching-Yen, Deussing, Jan M, Huang, Guo-Jen. 2018. NPTX2 is a key component in the regulation of anxiety. In Neuropsychopharmacology : official publication of the American College of Neuropsychopharmacology, 43, 1943-1953. doi:10.1038/s41386-018-0091-z. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29844474/
3. Bocklandt, Sven, Lin, Wen, Sehl, Mary E, Horvath, Steve, Vilain, Eric. 2011. Epigenetic predictor of age. In PloS one, 6, e14821. doi:10.1371/journal.pone.0014821. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21731603/
4. Roh, Seung-Eon, Xiao, Meifang, Delgado, Ana, Kwon, Hyung-Bae, Worley, Paul. 2023. Sleep and circadian rhythm disruption by NPTX2 loss of function. In bioRxiv : the preprint server for biology, , . doi:10.1101/2023.09.26.559408. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37808783/
5. Xiao, Mei-Fang, Roh, Seung-Eon, Zhou, Jiechao, Savonenko, Alena, Worley, Paul F. 2021. A biomarker-authenticated model of schizophrenia implicating NPTX2 loss of function. In Science advances, 7, eabf6935. doi:10.1126/sciadv.abf6935. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34818031/
6. Su, Yixi, Huang, Qiang, Lu, Li, Wang, Zhongyang, Yang, Xiangling. 2022. Promoter Methylation-Mediated NPTX2 Silencing Promotes Tumor Growth in Human Prostate Cancer. In Journal of Cancer, 13, 706-714. doi:10.7150/jca.65214. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35069913/
7. García-Ortiz, María Victoria, Cano-Ramírez, Pablo, Toledano-Fonseca, Marta, Rodríguez-Ariza, Antonio, Aranda, Enrique. 2023. Circulating NPTX2 methylation as a non-invasive biomarker for prognosis and monitoring of metastatic pancreatic cancer. In Clinical epigenetics, 15, 118. doi:10.1186/s13148-023-01535-4. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37481552/
8. Göverti, Diğdem, Büyüklüoğlu, Nihan, Kaya, Hasan, Yücel, Çiğdem, Göka, Erol. 2022. Neuronal pentraxin-2 (NPTX2) serum levels during an acute psychotic episode in patients with schizophrenia. In Psychopharmacology, 239, 2585-2591. doi:10.1007/s00213-022-06147-z. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35482070/
9. Zhang, Ling, Gao, Jun, Li, Lei, Du, Yiqi, Gong, Yanfang. 2010. The neuronal pentraxin II gene (NPTX2) inhibit proliferation and invasion of pancreatic cancer cells in vitro. In Molecular biology reports, 38, 4903-11. doi:10.1007/s11033-010-0632-y. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21161403/
10. Wang, Zhilin, Jin, Tao, Le, Qiumin, Wang, Feifei, Ma, Lan. 2019. Retrieval-Driven Hippocampal NPTX2 Plasticity Facilitates the Extinction of Cocaine-Associated Context Memory. In Biological psychiatry, 87, 979-991. doi:10.1016/j.biopsych.2019.10.009. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31836174/
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