Eif3d-KO 基因敲除小鼠

eIF3d（eukaryotic initiation factor 3 subunit D）是eIF3复合物中的一个RNA结合亚基，是一个66至68 kDa的蛋白质，具有RNA结合基序和帽结合结构域。与其他eIF3亚基相比，eIF3d相对研究较少。然而，近年来对eIF3d的研究揭示了它在维持eIF3复合物完整性、全局蛋白质合成以及在生物学和病理过程中的作用。据报道，eIF3d具有非规范功能，通过结合5'-UTRs或与其他蛋白质相互作用，独立于eIF3复合物来调节特定mRNAs的翻译，以及在调节蛋白质稳定性方面的额外功能。非规范调节mRNA翻译或蛋白质稳定性可能有助于eIF3d在生物学过程如代谢应激适应中的作用，以及在疾病发生和进展中的作用，包括严重急性呼吸综合征冠状病毒2感染、肿瘤发生和获得性免疫缺陷综合症[3]。

在代谢应激下，eIF3d在人类细胞中被激活。其激活需要减少CK2介导的在其帽结合口袋附近的磷酸化。eIF3d控制一个富含对葡萄糖稳态重要的因素的基因程序，包括哺乳动物雷帕霉素靶点（mTOR）途径的成员。eIF3d指导的翻译适应对于细胞在慢性葡萄糖剥夺期间的生存至关重要。因此，这种翻译重新编程的机制调节细胞对代谢应激的响应[2]。

eIF3d在持续性应激反应中起着至关重要的作用。在持续性应激期间，eIF3d激活激酶GCN2的翻译，诱导eIF2α磷酸化并抑制一般蛋白质合成。同时，eIF3d上调m6A脱甲基酶ALKBH5，以驱动应激反应基因的5' UTR特异性脱甲基化，包括ATF4。最终，这一级联反应汇聚于ATF4的表达，通过增加mRNA与翻译机器的参与并增强核糖体绕过上游开放阅读框（uORFs）的能力。这些结果表明，eIF3d在慢性应激期间的生命或死亡决策点中起作用，并揭示了一个协同信号机制，其中翻译级联反应补充转录扩增，以控制基本的细胞过程[1]。

在结直肠癌（CRC）中，eIF3D具有致癌性，并与多药耐药性相关。研究表明，eIF3D通过上调RUVBL1水平促进CRC细胞对5-氟尿嘧啶（5-Fu）的耐药性。在CRC细胞中，除了eIF4E，eIF3D和RUVBL1的水平都受到5-Fu治疗的上调；此外，RUVBL1的水平受到eIF3D沉默的降低，而不是eIF4E。同时，eIF3D沉默降低了5-Fu的IC50值，并增强了5-Fu诱导的细胞活力下降、集落形成抑制、凋亡促进、Bcl-2下调以及γH2AX、Bax和Cleaved Caspase-3/Caspase-3的上调，但逆转了5-Fu触发的RUVBL1上调。RUVBL1过表达抵消了eIF3D沉默对5-Fu处理的CRC细胞的活力下降和凋亡促进的影响，以及在5-Fu处理的动物中的肿瘤发生抑制和凋亡促进。因此，eIF3D通过上调RUVBL1水平促进CRC细胞对5-Fu的耐药性[4]。

在先兆子痫（PE）中，eIF3D的表达上调。在先兆子痫患者的胎盘组织中，eIF3D表达上调。eIF3D上调显著抑制了HTR-8/SVneo细胞的增殖、侵袭、迁移、伤口愈合和管形成，以及其相关蛋白的表达。此外，血管紧张素（ANG）-1的浓度以及磷酸化-ERK1/2和磷酸化-MEK1/MEK1的比率也因eIF3D上调而明显降低。然而，eIF3D敲低产生了相反的效果，并且这些效果被ERK1/2抑制剂SC-221593处理明显抵消。因此，eIF3D上调可能通过调节MAPK/ERK1/2通路来抑制先兆子痫的进展[5]。

在HIV感染中，eIF3d的表达减少。在早期HIV感染（EHI）中，与慢性进展者（CPs）相比，在感染大约100天后，只有eIF3d的表达在快速进展者（RPs）中明显降低。eIF3d的表达与EHI中的疾病进展显著相关。基于体外分析，eIF3d表达降低导致CD8+ T细胞增殖和IFN-γ分泌减少以及凋亡增加。eIF3d表达的抑制导致SOCS-7表达增加，并且通过siRNA抑制SOCS-7表达挽救了eIF3d抑制引起的CD8+ T细胞功能的衰减。最后，当在Jurkat细胞、外周血单核细胞（PBMCs）和CD4+ T细胞中抑制eIF3d时，pNL4-3-VSV-G病毒复制增强。这些数据强调了eIF3d在HIV感染中的重要性，它通过抑制CD8+ T细胞功能并促进病毒复制来加速HIV疾病进展。这项研究为改进免疫干预提供了潜在靶点[6]。

人巨细胞病毒（HCMV）感染的细胞中，蛋白质合成逐渐依赖于eIF3d。靶向eIF3d的选择性抑制HCMV复制，减少多核糖体丰度，并干扰病毒基因和宿主基因表达特征的表达，这些特征表明慢性内质网（ER）应激促进了HCMV繁殖。这揭示了一种策略，即细胞eIF3d依赖性蛋白质生产被劫持以利用病毒诱导的ER应激。此外，它还确定了如何在感染细胞中切换eIF4E和eIF3d反应的帽依赖性翻译，以差异调节病毒和宿主基因表达[7]。

综上所述，eIF3d在多种生物学过程中发挥着重要作用，包括维持eIF3复合物完整性、全局蛋白质合成、代谢应激适应以及在多种疾病中的功能，如结直肠癌、先兆子痫、HIV感染和HCMV感染。eIF3d的研究有助于深入理解翻译调控和细胞应激反应的机制，并为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。