Hnrnpf-KO 基因敲除小鼠

Hnrnpf，也称为Heterogeneous nuclear ribonucleoprotein F，是一种重要的RNA结合蛋白。RNA结合蛋白（RBPs）是一类能够特异性识别并结合RNA的蛋白质，参与RNA的成熟过程，包括剪接、加帽、多腺苷酸化和RNA的细胞内转运等。Hnrnpf属于HNRNPF/H家族，该家族成员包括HNRNPF、HNRNPH1、HNRNPH2、HNRNPH3和GRSF1，它们在RNA成熟过程中发挥关键调节作用。

Hnrnpf的功能包括调节剪接，尤其是选择性剪接，以及RNA的5'加帽和3'多腺苷酸化。HNRNPF/H家族成员的RNA识别基序的氨基酸组成存在差异，这使得它们能够与富含鸟嘌呤（G）残基的RNA序列特异性结合，包括在阳离子存在下可能形成高级G-四链体结构的序列。Hnrnpf与RNA的结合可以影响RNA的结构和功能，进而影响基因表达和生物学过程。

近年来，Hnrnpf与多种疾病的发生和发展相关，包括儿童肿瘤尤因肉瘤、血液恶性肿瘤套细胞淋巴瘤、新描述的发育综合征和神经相关疾病，如成瘾行为。例如，研究发现，Hnrnpf在尤因肉瘤和套细胞淋巴瘤中发挥重要作用，可能与这些肿瘤的发生和发展相关[1]。

此外，Hnrnpf还参与调节细胞死亡模式，对肺癌腺癌的预后和免疫有重要影响。研究发现，Hnrnpf与FGF2共同促进肺癌细胞的增殖和迁移，并参与细胞死亡[5]。这表明，Hnrnpf可能通过调节细胞死亡模式影响肺癌的预后和免疫。

Hnrnpf还与溃疡性结肠炎相关。研究发现，溃疡性结肠炎患者的炎症肠道经历广泛的克隆重塑，许多克隆通过获得涉及NFKBIZ、TRAF3IP2、ZC3H12A、PIGR和HNRNPF基因的突变而被正选择，这些基因的突变与IL-17和其他促炎信号的下调相关[2]。这表明，Hnrnpf可能通过调节炎症信号通路影响溃疡性结肠炎的发生和发展。

Hnrnpf还参与调节胃癌细胞的侵袭和迁移。研究发现，转录因子VAX2与长链非编码RNA（lncRNA）LINC01189的启动子特异性结合，并抑制LINC01189的转录。LINC01189的表达在胃癌中显著下调，并作为抑制基因发挥作用。LINC01189与Hnrnpf结合，通过泛素化降解Hnrnpf，从而抑制胃癌细胞的侵袭和迁移[3]。

Hnrnpf还参与调节HIF-1α的转录激活和糖酵解。研究发现，HIF-1α反义长链非编码RNA（lncRNA）HIFAL对于维持和增强HIF-1α介导的转录激活和糖酵解至关重要。HIFAL招募脯氨酰羟化酶3（PHD3）到丙酮酸激酶2（PKM2），并引入PKM2/PHD3复合物进入细胞核，通过与Hnrnpf结合增强HIF-1α的转录激活。反之，HIF-1α诱导HIFAL的转录，形成一个正反馈回路来维持HIF-1α的转录激活活性。临床研究发现，HIFAL的高表达与侵袭性乳腺癌表型相关，并与患者的预后不良相关[4]。

此外，Hnrnpf还参与调节心肌细胞的坏死。研究发现，circCacna1c直接与Hnrnpf在细胞质中相互作用，防止其核转位，导致核内Hnrnpf水平降低。这随后抑制了Hnrnpf依赖性受体相互作用蛋白激酶1（RIPK1）的表达。此外，脂肪量和肥胖相关蛋白（FTO）介导circCacna1c在坏死过程中的m6A修饰去甲基化，并促进circCacna1c的降解。研究结果表明，circCacna1c可以通过抑制Hnrnpf/RIPK1介导的心肌细胞坏死来改善心肌梗死引起的心脏损伤[6]。

Hnrnpf还参与调节RNA G-四链体结构，从而影响选择性剪接。研究发现，具有G-四链体形成能力的RNA元件促进外显子包含。破坏G-四链体形成能力，同时保持G链完整，会消除外显子包含。RNA结合蛋白足迹分析表明，G四链体富集于Hnrnpf结合位点和Hnrnpf调控的选择性剪接外显子附近。此外，Hnrnpf以G-四链体依赖性方式调节上皮-间质转化（EMT）相关的CD44亚型转换，导致EMT的抑制。研究发现，Hnrnpf与EMT基因特征呈负相关，与患者生存呈正相关[7]。

Hnrnpf还与FOXP3相互作用，调节前mRNA的选择性剪接。研究发现，FOXP3通过与Hnrnpf的第二个准RNA识别基序（qRRM）结合，与hnRNPF相互作用，并通过外显子2编码区域与hnRNPF结合。FOXP3抑制了Hnrnpf与其靶前mRNA结合的能力，从而调节RNA选择性剪接。此外，在体外分化的调节性T细胞（Tregs）中过表达小鼠Hnrnpf降低了它们的抑制功能[8]。

此外，Hnrnpf还与hsa-miR-139-5p相关，hsa-miR-139-5p是一种预后甲状腺癌标志物，参与HNRNPF介导的选择性剪接。研究发现，hsa-miR-139-5p在复发/转移性疾病患者的原发性甲状腺癌中持续下调，与疾病无进展患者相比，在配对的局部转移瘤中持续下调，并在公开的甲状腺癌系列中得到验证。外源性表达hsa-miR-139-5p显著降低了间变性甲状腺癌细胞系的迁移和增殖。蛋白质组学分析表明，RICTOR、SMAD2/3和HNRNPF是hsa-miR-139-5p的潜在靶点。HNRNPF mRNA的丰度在人类肿瘤中与hsa-miR-139-5p的表达呈负相关。RNA测序分析显示，在HNRNPF抑制的细胞系中，174个剪接事件被差异调节，影响基因参与RTK/RAS/MAPK和PI3K/AKT/MTOR信号级联等[9]。

综上所述，Hnrnpf是一种重要的RNA结合蛋白，在RNA成熟、细胞死亡模式、肿瘤发生和发展、心肌细胞坏死、选择性剪接等方面发挥重要作用。Hnrnpf的研究有助于深入理解RNA的生物学功能和疾病发生机制，为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。