Tmem30c-KO 基因敲除小鼠

TMEM30C，也称为CDC50C，是一种包含两个跨膜（TM）结构域的基因，与酵母CDC50家族具有同源性，该家族与极化细胞分裂有关。TMEM30C在哺乳动物中具有保守性，并与另外两个同源基因TMEM30A和TMEM30B共存。TMEM30C在哺乳动物睾丸中特异性表达，而其他同源基因的表达分布相对较广。在猕猴中，TMEM30C表达两种选择性剪接异构体，包括一个或两个TM结构域。然而，人类和黑猩猩主要表达截断的转录本，这是由于剪接和/或多聚腺苷酸化信号位点的突变所致。人类的主要转录本携带非终止开放阅读框（ORF），而黑猩猩的对应物编码一个具有一个TM结构域的蛋白质。这种差异是由于多聚腺苷酸化信号位点上游的1个碱基插入缺失。此外，人类和黑猩猩还表达编码具有一个TM结构域的短蛋白的次要转录本。系统发育分析表明，人类和黑猩猩分化后氨基酸替代速度加快，这可能是由于最近的功能约束放松或对TMEM30C的积极选择。阐明TMEM30C在哺乳动物中的精确生殖功能对于建立高等灵长类动物在分子水平上的分化基础将非常重要[1]。

通过生物信息学分析，确定了CDC50A（TMEM30A）、CDC50B（TMEM30B）和CDC50C（TMEM30C）基因。这些基因被定位在人类染色体的不同位置，分别位于6q14.1、14q23.1和3q12。人类CDC50A mRNA在胚胎干细胞、胎盘、大脑和软骨肉瘤中表达，而CDC50B mRNA在胰腺胰岛、肾脏、前列腺以及在肺类癌、甲状旁腺肿瘤、膀胱肿瘤、脑膜瘤和胰腺癌中表达。还确定了小鼠Cdc50a、Cdc50b和Cdc50c cDNAs。哺乳动物CDC50同源物，包括人类CDC50A、CDC50B和CDC50C，以及小鼠Cdc50a、Cdc50b和Cdc50c，都是跨膜蛋白，具有两个跨膜结构域和一个细胞外环。细胞膜拓扑结构和含有三个半胱氨酸残基和一个天冬酰胺连接的糖基化位点的细胞外环在哺乳动物CDC50同源物和酵母Cdc50p同源物中进化上保守。哺乳动物CDC50同源物被预测为类似于酵母Cdc50p和Lem3p的磷脂转运蛋白的成分[2]。

CDC50蛋白是P4 ATPases的β亚基，当形成异二聚体时，它们形成一个功能性的磷脂转运复合物。越来越多的证据表明，小鼠模型和人类中P4 ATPase基因的突变与人类疾病有关。该研究分析了小鼠中最丰富和广泛表达的CDC50同源物CDC50A的组织分布和细胞定位。作者制备了检测小鼠和人类CDC50A的抗体，并研究了小鼠肝细胞中CDC50A的定位和糖基化状态。CDC50A是一种末端糖基化的糖蛋白，在肝细胞和肝窦内皮细胞中表达，存在于去垢剂抗性膜中。在胰腺和胃中，CDC50A定位于分泌囊泡，而在肾脏中，CDC50A定位于皮质近端曲管的顶端区域。在WIF-B9细胞中，CDC50A部分共定位与顺式高尔基体。数据表明，CDC50A在体内存在为完全糖基化的蛋白，这表明与不同的P4 ATPases相互作用[3]。

通过数据库分析，确定了小鼠睾丸表达序列标签Cdc50c，编码Cdc50p的先前未描述的同源物。类似于酵母Cdc50p，假设的Cdc50c蛋白包含三个跨膜结构域。其正交同源物存在于许多物种中，如鱼类、鸟类和人类，表明其进化上的保守性。在多组织反转录聚合酶链反应分析中，Cdc50c mRNA主要在小鼠睾丸中检测到。该基因的表达起始与睾丸发育过程中精母细胞首次出现的时间一致。原位杂交分析显示，Cdc50c mRNA定位于粗线期精母细胞和圆形和伸长的精子细胞。数据表明，Cdc50c可能在精子发生过程中发挥重要作用[4]。

综上所述，TMEM30C（CDC50C）是一种重要的基因，参与极化细胞分裂和磷脂转运。TMEM30C在哺乳动物睾丸中特异性表达，并在精子发生过程中发挥重要作用。此外，TMEM30C的表达和功能在人类和黑猩猩之间存在差异，这可能是由于基因突变和进化选择的结果。未来研究需要进一步阐明TMEM30C在哺乳动物生殖功能和疾病发生中的确切作用机制。