Crym-KO 基因敲除小鼠

CRYM基因，也称为μ-晶状体蛋白，在多种生物学过程中发挥着重要作用。CRYM编码一种NADPH依赖性细胞质T3结合蛋白，在脑、肌肉、前列腺和肾脏中表达。它不仅与甲状腺激素结合，调节代谢和产热，还作为赖氨酸降解途径中的酮亚胺还原酶发挥作用。CRYM的突变与非综合征性聋有关，其异常表达与精神疾病、神经肌肉疾病和炎症性疾病相关。CRYM在人类骨骼肌中的表达水平变化很大，约15%的个体CRYM mRNA表达水平比中位水平高13倍。在小鼠模型中，CRYM基因的敲除导致快缩肌纤维肥大和喂食高脂肪饮食的小鼠脂肪量增加。CRYM的过表达导致能量利用从糖酵解转向脂肪的β-氧化增加，代谢相关转录本和蛋白质也随之改变。此外，CRYM在控制肌肉可塑性、代谢和收缩特性方面发挥着重要作用，选择性抑制CRYM可能是治疗肌肉萎缩症和与年龄相关的肌肉减少症的潜在治疗靶点[4,5]。

在神经系统中，CRYM阳性纹状体星形胶质细胞与多种人类疾病相关，包括神经精神疾病。在小鼠中，通过CRISPR-Cas9介导的CRYM基因敲除，降低纹状体星形胶质细胞中μ-晶状体的水平，导致持续性行为、中棘神经元中快速突触兴奋性增加和兴奋性-抑制性突触失衡。持续性行为的增加源于纹状体星形胶质细胞对眶额皮层-纹状体投射突触前末端神经递质释放的调控丧失。研究发现，使用突触前抑制性化学遗传学可以补救持续性行为，并且这种治疗还可以纠正突触缺陷。这些发现揭示了分子、突触、环路和行为机制，这些机制由分子定义和分配的纹状体星形胶质细胞控制，与神经精神疾病相关的持续性行为表型相关[1]。

CRYM和SIGLEC10基因的表达模式在阿尔茨海默病（AD）中发生了变化。与对照相比，AD患者的CRYM基因表达显著降低，而SIGLEC10基因表达显著升高。仅在AD患者中发现CRYM和SIGLEC10之间存在正相关。评估这些基因的诊断价值，CRYM和SIGLEC10转录水平显示曲线下面积（AUC）分别为0.74和0.81。这些结果表明，CRYM和SIGLEC10表达的改变可能与AD的病理学有关，这些基因的表达水平可以潜在地作为AD早期检测和诊断的生物标志物[2]。

CRYM的表达与T3响应基因的表达动态变化有关。CRYM表达细胞与GH3细胞相比，GH和Dio1的组成型表达水平低，而Dio2的表达水平高。在T3处理后，Dio2的表达在CRYM表达细胞中显著增强，而GH或Dio1的表达在GH3和CRYM表达细胞系之间没有差异。在去除T3后，GH和Dio2的mRNA表达在CRYM表达细胞中得以保留。这些结果表明，CRYM表达增加了细胞中T3响应基因的响应性和可持续性，尤其是在细胞外T3浓度变化的情况下。T3相关基因表达的异质性依赖于细胞中CRYM的表达[3]。

CRYM基因的突变在患有遗传性听力损失的中国家族中被发现。在这项研究中，通过全外显子测序（WES）在CRYM基因的第三个外显子中发现了一个新的杂合突变（c.152C>T；Pro51Leu），并通过Sanger测序进一步验证。基因型和表型的共分离表明，这种新的突变对听力损失/DFNA至关重要[6]。

CRYM作为雄激素调节基因在前列腺癌中发挥作用。在AR阳性的LNCaP和MDA PCa 2b细胞系中检测到CRYM的表达。在MDA PCa 2b细胞中，CRYM受雄激素的调节。抗雄激素或AR siRNA消除了雄激素诱导的CRYM表达。转录抑制导致CRYM mRNA减少。在LAPC-4细胞和AR阴性前列腺癌细胞系PC-3和DU-145中未发现CRYM表达。在肿瘤组织中CRYM蛋白增加，而在激素治疗后患者的样本中CRYM蛋白减少。在治疗耐药性肿瘤样本中未检测到CRYM。此外，雄激素和T3对MDA PCa 2b细胞增殖具有协同作用。CRYM是一种新的雄激素调节基因，其表达在前列腺癌中升高，但在去势治疗耐药性肿瘤中下调[7]。

CRYM在杏仁核中调节社会经历对可卡因寻求的影响。在青春期社会隔离（SI）增强了对可卡因的偏好，并改变了成年期杏仁核中可卡因诱导的蛋白质和转录组。为了确定杏仁核中的转录机制是否对这些行为效应很重要，研究人员操纵了CRYM的表达，CRYM是一种通过差异基因表达和共表达网络分析确定的性别特异性关键驱动基因。CRYM的过表达重现了青春期SI的行为和转录效应。这些结果表明，杏仁核对于调节社会经历对药物奖励的性别特异性影响至关重要，并确定CRYM是性别特异性行为和转录可塑性的关键介导因子[8]。

综上所述，CRYM基因在多种生物学过程中发挥着重要作用，包括代谢调节、肌肉功能、神经精神疾病、听力损失和前列腺癌。CRYM的表达和功能受到细胞外T3浓度、性别和社会经历等因素的影响。CRYM的研究有助于深入理解其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。