Lvrn-KO 基因敲除小鼠

Lvrn，也称为Laeverin或Aminopeptidase Q，是一种细胞表面蛋白，主要在人类胚胎衍生出的绒毛外滋养层细胞上表达，这些细胞在胎盘形成过程中会侵入子宫。Lvrn属于M1家族的氨基肽酶，具有990个氨基酸残基，并包含HEXXHX(18)E gluzincin基序，这是M1家族氨基肽酶的特征。尽管M1家族的氨基肽酶具有GAMEN外肽酶基序，但Lvrn的GAMEN序列被HAMEN序列所取代。研究表明，Lvrn具有广泛的底物特异性，能够切割几种肽的N端氨基酸，如血管紧张素III、kisspeptin-10和endokinin C，这些肽在胎盘上丰富表达。与其他M1氨基肽酶不同，Lvrn的氨基肽酶活性可以被bestatin更有效地抑制，表明Lvrn是一种新颖的bestatin敏感的亮氨酸氨基肽酶，可能在人类胎盘形成中发挥重要作用，通过调节胚胎-母体界面的关键肽的生物活性[7]。

Lvrn在多种生物学过程中发挥重要作用。在先兆子痫中，Lvrn的表达水平升高，并且在胎盘中的表达模式改变。在正常胎盘的绒毛滋养层细胞中，Lvrn主要在细胞膜上表达，而在先兆子痫的胎盘组织中，Lvrn在细胞质和微囊泡中异常表达，并在先兆子痫的晚期胎盘组织中从细胞膜漏出到胎儿毛细血管中。研究发现，Lvrn在滋养层细胞迁移和侵袭中发挥重要作用，其基因沉默导致HTR-8/SVneo细胞迁移和侵袭能力显著降低。此外，Lvrn基因沉默导致整合素A2、整合素B3和基质金属蛋白酶1的表达下调，表明Lvrn可能通过与整合素和基质金属蛋白酶1的相互作用影响滋养层细胞的迁移和侵袭[5,6]。

在先兆子痫患者中，Lvrn在蜕膜和绒毛中的表达水平升高。研究发现，通过腺相关病毒介导的基因转移技术过表达Lvrn可以抑制绒毛外滋养层细胞HTR8、Swan71和JAR的侵袭能力。Matrigel Transwell实验和伤口愈合实验表明，Lvrn的过表达抑制了这三种细胞系的侵袭。Western blot分析显示，Lvrn的过表达导致N-钙粘蛋白和波形蛋白下调，而E-钙粘蛋白上调，表明Lvrn在抑制上皮-间质转化（EMT）中发挥抑制作用。此外，研究发现长链非编码RNA NONSTAT103348（lnc10-7）在先兆子痫患者中表达升高，沉默lnc10-7导致Lvrn表达下调。这些结果表明，虽然Lvrn的基础水平可能对细胞侵袭至关重要，但Lvrn的过表达可能会消除细胞侵袭性，表明Lvrn在先兆子痫的发病机制中具有多方面的作用[1]。

然而，在鼠类研究中，Lvrn的表达对胎盘形成并不重要。研究发现，Lvrn在小鼠胚胎发生过程中在胎儿和胎盘以及几种成年组织中表达。当通过慢病毒载体以胎盘特异性方式过表达Lvrn时，并未观察到胎盘和胎儿有任何缺陷。携带Lvrn过表达胎盘的小鼠没有表现出先兆子痫样症状，如母体高血压和胎儿生长受限。进一步通过CRISPR/Cas9介导的基因组编辑技术敲除Lvrn，发现敲除Lvrn后母体妊娠期间血压未受影响，胎盘和胎儿均正常生长。这些结果表明，LVRN与先兆子痫无关，对小鼠的正常胎盘形成和胚胎发育并非必需[2]。

此外，Lvrn的表达还与肾结石的形成有关。研究发现，在树鼩草酸钙结石模型中，Lvrn的表达下调，表明Lvrn在尿动力学、上皮-间质转化和维生素D代谢中发挥作用，与肾结石的发生有关。比较基因组学分析发现，树鼩、人类、大鼠和小鼠之间存在共享的KEGG通路，包括钙信号传导、肌动蛋白细胞骨架调节、神经活性配体-受体相互作用、补体和凝血级联、TRP通道调节、p53信号传导和FcγR介导的吞噬作用。这些通路突出了免疫、炎症和代谢过程在结石发生中的相互关联[3]。

Lvrn的表达还与家猫的斑纹有关。研究发现，Lvrn基因与猫的斑纹标记有关，影响斑纹和斑点图案。斑纹基因位于猫染色体B1上，而斑点基因位于另一个未知的位点。猫参考基因组（肉桂色，即阿比西尼亚猫）具有斑点表型。通过分析99 Lives猫基因组测序联盟数据库中的数据，发现Dickkopf Wnt信号通路抑制剂4（DKK4）中的两个突变与斑点表型有关。这些突变可能破坏DKK4半胱氨酸富集结构域1中的关键二硫键或DKK4信号肽的切割。这些发现为猫斑纹标记的遗传控制提供了新的见解[4]。

综上所述，Lvrn在多种生物学过程中发挥重要作用，包括胎盘形成、先兆子痫、肾结石形成和猫斑纹标记。Lvrn的表达和功能在人类和小鼠之间存在差异，表明Lvrn在物种间可能具有不同的生物学功能。Lvrn的研究有助于深入理解其在生物学过程中的作用和疾病发生机制，为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。