Rap2c-KO 基因敲除小鼠

Rap2c，全称为RAS相关蛋白2C，是Ras家族的一个成员。Ras家族是一类小GTP酶，在细胞内信号传导中发挥着至关重要的作用。Rap2c在细胞生长、分化、凋亡等多种细胞功能中起到调节作用。Rap2c基因位于X染色体q26.2区域，其编码的蛋白质包含一个RAS结构域，是一个由552个碱基对编码的183个氨基酸残基的蛋白质。Rap2c在肝脏、骨骼肌、前列腺、子宫、直肠、胃、膀胱等组织中高表达，在脑、肾、胰腺和骨髓中表达较低。当在COS-7细胞中过表达时，Rap2c蛋白定位于细胞质中。在HEK293T细胞中，Rap2c的过表达激活了血清反应元件（SRE）的转录活性，表明Rap2c可能参与了SRE介导的基因转录[1]。

长链非编码RNA（lncRNA）LENOX与RAP2C相互作用，调节代谢并促进黑色素瘤对MAPK抑制剂的耐药性。LENOX在所有已知的黑色素瘤细胞状态中表达，对于黑色素瘤的生存至关重要。LENOX促进了RAP2C GTP酶与线粒体分裂调节因子DRP1的结合，增加了DRP1 S637磷酸化，促进了线粒体融合和氧化磷酸化。LENOX的表达在MAPK抑制剂处理后上调，促进从糖酵解到氧化磷酸化的代谢转变，并赋予对MAPK抑制的耐药性。因此，LENOX和RAP2C的联合沉默与MAPK抑制剂协同作用，可以消除黑色素瘤细胞[2]。

全基因组关联荟萃分析确定了五个与产后出血（PPH）相关的基因位点。功能注释分析表明，在三个位点上有候选基因HAND2、TBX3和RAP2C/FRMD7。在每个位点，相关变异位于孕酮受体结合位点的内。这些变异与出生体重、妊娠持续时间和子宫肌瘤有很强的遗传相关性。早期妊娠出血没有产生全基因组关联信号，但显示出与各种人类特征有很强的遗传相关性，这表明它可能是一种复杂的、多基因的病因。这些结果表明，PPH与孕酮信号传导的失调有关，而早期出血是一种复杂的特征，与潜在的健康状况以及可能的社会经济地位有关，并可能包括尚未被发现的遗传因素[3]。

尽管有证据表明遗传因素会影响妊娠持续时间和早产的风险，但尚未确定与遗传变异的强相关。研究发现，EBF1、EEFSEC、AGTR2和WNT4位点与妊娠持续时间显著相关。功能分析表明，WNT4中一个受影响的变异改变了雌激素受体的结合。在发现集中，ADCY5和RAP2C位点的变异与妊娠持续时间有提示性关联，在复制集中有显著的关联证据；这些变异在联合分析中也显示出全基因组显著性。EBF1、EEFSEC和AGTR2位点的常见变异与早产有显著关联。母亲-婴儿对的分析表明，这些变异作用于母体基因组水平。在这项全基因组关联研究中，发现EBF1、EEFSEC、AGTR2、WNT4、ADCY5和RAP2C位点的变异与妊娠持续时间相关，EBF1、EEFSEC和AGTR2位点的变异与早产相关。这些基因在子宫发育、母体营养和血管控制方面的先前已建立的 roles支持它们在机制上的参与[4]。

在母体血液中，EBF1基因mRNA水平与自发性早产（sPTB）相关。研究发现，在第二或第三孕期中，EBF1 mRNA水平最低的四分位数妇女的sPTB比值比为2.86，第三孕期中为4.43。GSEA分析显示，24个下调的基因集与第二孕期低EBF1 mRNA相关，并部分与之前sPTB相关的基因集相关。这些结果表明，母体血液中EBF1 mRNA水平可能有助于在第二孕期检测sPTB的升高风险。潜在的潜在机制可能涉及母体-胎儿免疫和细胞周期/凋亡途径[5]。

在糖尿病前期大鼠模型中，心脏miRNA表达及其mRNA靶点发生变化。研究发现，糖尿病前期组中存在两种上调和三种下调的miRNA。预测了这五个差异表达miRNA的445个mRNA靶点，并选择了11个mRNA进行验证。在这些靶点中，Jazf1、Zkscan1和Rap2c mRNA的下调得到了验证。这是首次证明糖尿病前期改变了心脏miRNA表达谱。预测的差异表达miRNA的靶点包括Jazf1、Zkscan1和Rap2c mRNA。这些转录组变化可能导致舒张功能障碍，并可能作为药物靶点[6]。

MicroRNA-188-5p通过靶向Rap2c促进乳腺癌细胞凋亡并抑制其增殖。研究发现，乳腺癌组织中miR-188的表达明显降低。miR-188在4T1和MCF-7细胞中的异常过表达显著抑制了细胞增殖和迁移，并增强了细胞凋亡。miR-188诱导细胞周期停滞在G1期。通过生物信息学数据库分析和双荧光素酶实验，Rap2c被筛选为miR-188的单个靶基因。此外，Rap2c被发现是肿瘤进展中促分裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路的分子开关，通过降低凋亡和促进增殖和迁移。这些结果表明，miR-188是一种癌症进展抑制剂，是乳腺癌治疗的有希望的潜在靶点[7]。

MicroRNA-195通过抑制Rap2C蛋白依赖的MAPK信号转导促进小细胞肺癌细胞凋亡。研究发现，miRNA-195在肺癌组织和SCLC细胞中的表达低于正常组织和细胞。miRNA-195的低表达预示着肺癌患者的总生存期减少。进一步的功能获得和功能缺失实验表明，miRNA-195过表达可以显著抑制SCLC细胞增殖并促进细胞凋亡。双荧光素酶实验表明，miRNA-195可以与Rap2C mRNA结合并抑制其表达。Rap2C过表达与肺癌患者的预后较差相关。敲低Rap2C抑制了细胞增殖并加速了细胞凋亡。此外，Rap2C的过表达逆转了miRNA-195诱导的凋亡和增殖抑制。进一步的研究表明，miRNA195通过下调Rap2C抑制了MAPK信号通路的激活。这些结果表明，miRNA-195通过抑制Rap2C蛋白依赖的MAPK信号转导促进SCLC细胞的凋亡并抑制其增殖[8]。

Rap2C是Rap家族的一个新成员，具有独特的GTP结合特性。Rap2C与Rap2A和Rap2B高度同源，可以结合标记的GTP，并被特异性抗Rap2抗体识别，但不会被抗Rap1抗体识别。Rap2C与鸟苷酸的结合需要Mg2+，但其GTP结合效率较低，GDP释放速率较慢。当在真核细胞中表达时，Rap2C定位于质膜上。Rap2C在循环中的单核白细胞中表达量最高，但在血小板中不存在。重要的是，Rap2C在人类巨核细胞中表达，这表明该蛋白可能在血小板生成过程中下调。这项工作表明，Rap2C是Rap2蛋白亚家族的新成员，能够以独特的特性结合鸟苷酸，并在各种造血细胞亚群中不同地表达[9]。

circRNA_100290通过miR-136-5p/RAP2C轴促进喉鳞状细胞癌（LSCC）的进展。研究发现，circRNA_100290在LSCC组织和细胞系中的表达显著上调。circRNA_100290的表达与LSCC患者的TNM分期和淋巴结转移呈正相关。在细胞培养中，circRNA_100290的上调促进了LSCC细胞的增殖、迁移和侵袭，并抑制了细胞凋亡；circRNA_100290的下调产生了相反的效果。在体内，circRNA_100290的过表达显著促进了肿瘤生长。机制上，circRNA_100290可能作为miR-136-5p的海绵，抑制miR-136-5p在LSCC细胞中的作用确实逆转了circRNA_100290下调的效果。RAS癌基因RAP2C被预测为miR-136-5p的靶点，下调RAP2C在LSCC细胞中部分逆转了circRNA_100290过表达或miR-136-5p降低的致癌作用。这些结果表明，circRNA_100290通过靶向miR-136-5p/RAP2C轴促进LSCC的进展，这可能有助于确定潜在的 therapeutic targets[10]。

综上所述，Rap2c在多种生物学过程中发挥重要作用，包括细胞生长、分化、凋亡、代谢和肿瘤进展。Rap2c与多种信号通路和基因相互作用，参与调节基因表达和细胞功能。Rap2c的表达和功能异常与多种疾病的发生和发展相关，包括产后出血、早产、糖尿病心肌病、结直肠癌、黑色素瘤、乳腺癌和小细胞肺癌。Rap2c的研究有助于深入理解Ras家族成员在细胞信号传导和疾病发生中的作用，为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。