Ccar2-KO 基因敲除小鼠

CCAR2（细胞周期和细胞凋亡调节因子2），也称为DBC1（删除在乳腺癌1），是一种多功能核蛋白，在多种生物学过程中发挥关键作用，包括DNA损伤反应、细胞凋亡、代谢、染色质结构和转录调控。CCAR2在生理和病理生理学中扮演着重要的角色，尤其在DNA损伤反应、核受体功能和Wnt信号通路中。它具有作为肿瘤促进剂或抑制剂的矛盾功能，表现出基因变色龙的特性。其功能多样性受多种因素影响，包括组织类型、突变/遗传背景、蛋白质-蛋白质相互作用、通过翻译后修饰的动态调控和选择性RNA剪接。CCAR2与多种蛋白质伙伴相互作用，包括β-连环蛋白、雄激素受体、p21Cip1/Waf1、肿瘤蛋白p53（p53）、SIRT1和组蛋白脱乙酰酶3。在癌症中常见的遗传变化，如TP53突变，也是癌症患者生存结果的关键决定因素。

肠道微生物群调节哺乳动物脂质吸收、代谢和储存。研究发现，微生物群通过在肠上皮细胞中抑制长非编码RNA（lncRNA）Snhg9的表达，在小鼠中重新编程肠道脂质代谢。Snhg9通过从细胞周期和细胞凋亡蛋白2（CCAR2）中解离PPARγ抑制因子SIRT1来抑制PPARγ的活性，PPARγ是脂质代谢的中心调节因子。在常规小鼠的肠上皮中强制表达Snhg9损害了脂质吸收，减少了体脂，并保护免受饮食诱导的肥胖。微生物群通过涉及髓样细胞和第3组固有淋巴细胞（ILC3）的免疫中继来抑制Snhg9的表达。这些发现确定了lncRNA在微生物控制宿主代谢中的意外作用[1]。

细胞周期和细胞凋亡调节因子2（CCAR2）是一种多功能的蛋白质，控制着多种细胞功能；然而，它在癌症中的作用尚不清楚。为了更好地了解其在癌症中的潜在作用，研究者检查了CCAR2在宫颈癌细胞中调节的基因表达模式。在氧化条件下，CCAR2缺乏的细胞产生细胞因子和趋化因子的能力增加。特别是，用H2O2处理的CCAR2耗尽细胞显示出IL-8产生的显著增加，这表明CCAR2对IL-8有负向调节作用。CCAR2缺乏的细胞中IL-8表达的升高是通过转录因子AP-1的激活发生的。CCAR2与IL-8表达之间的负相关通过检查宫颈癌患者组织中的mRNA和蛋白质水平得到证实。此外，CCAR2调节的IL-8表达与宫颈癌患者的生存期缩短相关。总的来说，数据表明CCAR2在控制癌症分泌组和癌症进展中起着关键作用[2]。

CCAR2在调节DNA损伤反应和癌症进展中起着至关重要的作用。尽管据报道CCAR2在多种类型的癌症中表达异常，但其在骨肉瘤（OS）中的生物学功能和分子机制尚未完全阐明。研究发现，沉默CCAR2可以防止OS细胞在体外表现出恶性表型，并减少裸鼠中的肿瘤生长。通过分析CCAR2敲低U2OS细胞的转录组特征，研究者确定了分泌蛋白酸性富集半胱氨酸（SPARC）受到CCAR2的严格调控。在机制上，研究者发现SPARC是通过Wnt/β-catenin信号通路转录调控的，而CCAR2作为Wnt/β-catenin信号通路的协同激活因子来调节OS细胞中SPARC的表达。此外，SPARC敲低几乎消除了由CCAR2过表达引起的恶性表型，而SPARC的强制表达促进了CCAR2耗尽细胞的恶性表型。因此，这些结果表明CCAR2在OS细胞中主要通过上调SPARC表达发挥致癌作用，针对CCAR2-SPARC轴可能对骨肉瘤的治疗具有有前景的应用前景[3]。

肝脏X受体（LXRs）监测内源性甾醇水平，以维持全身胆固醇水平并调节炎症反应。最近的研究表明，LXRs可能抑制细胞增殖，但潜在的机制尚不清楚。细胞周期和细胞凋亡调节因子2（CCAR2），以前称为DBC1/KIAA1967，是一种转录调节因子，通过抑制SIRT1脱乙酰酶来调节细胞增殖和能量代谢。基于CCAR2调节几种核受体，包括雌激素受体和雄激素受体的发现，研究者旨在确定CCAR2调节LXRα的潜在机制。研究者发现，CCAR2在HepG2细胞中以配体非依赖性方式与LXRα形成复合物，并且体外下拉实验揭示了CCAR2氨基末端与LXRα的AF-2结构域之间的直接相互作用。因此，CCAR2减弱了LXRα的配体依赖性转录激活功能。RNA干扰介导的内源性CCAR2耗竭增强了LXRα靶基因ATP结合盒转运蛋白A1和G1的表达，并且CCAR2的废除导致细胞增殖减少。此外，竞争性免疫沉淀研究表明，LXRα下调涉及SIRT1-LXRα复合物形成的抑制。因此，这些结果表明了一种新的机制，即CCAR2由于其特异性抑制SIRT1而可能调节LXRα的转录激活功能，从而调节细胞增殖[4]。

在152个近亲婚配的家庭中，通过外显子测序进行的诊断产出和新候选基因。常染色体隐性遗传的神经发育障碍是高度异质性的，而且许多，可能是大多数，疾病基因仍然未知。为了通过确认先前描述的基因和展示新的候选者来促进疾病基因的鉴定，并提供外显子测序在近亲婚配家庭中的诊断产出概览。在至少有1个智力障碍（ID）后代的152个近亲婚配的家庭（父母来自同一祖先）中，对家庭进行自体同源映射，并对指数患者进行外显子测序。这项研究从2008年7月1日到2015年6月30日进行，数据分析从2015年7月1日到2016年8月31日进行。在登记的152个近亲婚配家庭中，1个孩子（在45个家庭中[29.6%]）或多个孩子（在107个家庭中[70.4%]）有ID；140个家庭（92.1%）有其他特征。孩子的平均（标准差）年龄为10.3（9.0）岁，297个孩子中有171个（57.6%）是男性。在109个家庭（71.7%）中，发现了潜在的蛋白质破坏性和临床相关的变异。其中，由于50个基因中57个（可能的）致病变异（46个常染色体隐性，2个X连锁和2个新发）或在7个先前提出的隐性候选基因中的变异，56个家庭（36.8%）得到了明确的临床遗传诊断。在这5个家庭中，诊断出了5种可能治疗的疾病（PAH、CBS、MTHFR、CYP27A1和HIBCH的突变），而在1个家庭中，发现了2个基因中不同基因的致病性纯合子变异。在另外48个家庭（31.6%）中，发现了52个令人信服的隐性候选基因中的52个隐性变异，这些候选基因在神经发育障碍中尚未被报道。其中，14个是GRM7、STX1A、CCAR2、EEF1D、GALNT2、SLC44A1、LRRIQ3、AMZ2、CLMN、SEC23IP、INIP、NARG2、FAM234B和TRAP1中的纯合子和截断变异。诊断产出在严重ID的个体（77个中的35个[45.5%]）、多胞胎家庭（107个中的42个[39.3%]）、有其他特征的病人（70个中的30个[42.9%]）和父母远亲的家庭（34个中的15个[44.1%]）中更高。由于36.8%的高诊断产出和识别可治疗疾病或存在多个致病性变异的可能性，推荐在近亲婚配家庭中使用外显子测序作为神经发育障碍的一线诊断方法。此外，文献丰富了52个令人信服的候选基因，这些基因有待在独立家庭中得到证实[5]。

STAT5A（信号转导和激活转录因子5A）是一种转录因子，在脂肪细胞发育和功能中发挥作用。在这项研究中，研究者报道了DBC1（删除在乳腺癌1；也称为CCAR2）作为一种新的STAT5A相互作用蛋白。DBC1主要在肿瘤细胞中进行研究，但有证据表明，DBC1的缺失可能促进小鼠的代谢健康。目前，DBC1在成熟脂肪细胞中的功能尚不清楚。使用免疫沉淀和免疫印迹技术，研究者证实了在生理条件下，在脂肪细胞核中存在内源性STAT5A和DBC1蛋白之间的关联，这种关联不依赖于STAT5A酪氨酸磷酸化。研究者使用siRNA敲低3T3-L1脂肪细胞中的DBC1，以确定其对STAT5A活性、脂肪细胞基因表达和TNFα（肿瘤坏死因子α）调节的脂解的影响。DBC1的缺失对几种STAT5A靶基因的表达没有影响，包括Socs3、Cish、Bcl6、Socs2和Igf1。然而，研究者确实观察到，在DBC1表达减少的脂肪细胞中，TNFα诱导的甘油和游离脂肪酸从脂肪细胞中释放的水平降低。此外，DBC1敲低脂肪细胞中Glut4的表达增加。总的来说，DBC1可以与脂肪细胞核中的STAT5A相关联，但它似乎不影响STAT5A靶基因的调节。脂肪细胞DBC1的缺失适度增加Glut4基因的表达，并减少TNFα诱导的脂解。这些观察结果与体内观察结果一致，这些观察结果表明，DBC1的缺失可能促进小鼠的代谢健康[6]。

细胞周期和细胞凋亡调节因子2（CCAR2，以前称为DBC1）是一种主要参与DNA损伤反应、细胞凋亡、代谢、染色质结构和转录调控的核蛋白。在DNA损伤后，CCAR2被顶点激酶ATM/ATR磷酸化，这种磷酸化增强了CCAR2与SIRT1的结合，导致SIRT1的抑制，p53的乙酰化和p53依赖性细胞凋亡。最近，研究者发现，检查点激酶Chk2和蛋白酶体激活剂REGγ对于有效的CCAR2介导的SIRT1抑制和p53依赖性细胞凋亡也是必需的。研究者报告说，CCAR2对于修复异染色质DNA损伤是必需的，因为CCAR2敲除细胞在致突变处理后的晚期时间点仍然保留异常水平的DNA损伤相关核焦点，而HP1β的耗尽则恢复了这些焦点的及时解决。相反，CCAR2的缺失不会影响染色质中DNA损伤的修复。研究者还报告说，异染色质DNA修复的缺陷是由CCAR2缺失细胞中可检测到的Chk2激活缺陷引起的，最终影响Chk2底物KAP1的磷酸化，KAP1是异染色质松弛和DNA修复所必需的。这些研究进一步扩展和证实了CCAR2在DNA损伤反应和DNA修复中的作用，并阐明了一种新的Chk2活性调节机制。此外，CCAR2参与异染色质DNA断裂的修复表明，这种蛋白质在维持染色体稳定性方面具有新的作用，这对于预防癌症形成是必要的[7]。

综上所述，CCAR2是一种重要的多功能核蛋白，在多种生物学过程中发挥关键作用，包括DNA损伤反应、细胞凋亡、代谢、染色质结构和转录调控。它在生理和病理生理学中扮演着重要的角色，尤其在DNA损伤反应、核受体功能和Wnt信号通路中。CCAR2的功能多样性受多种因素影响，包括组织类型、突变/遗传背景、蛋白质-蛋白质相互作用、通过翻译后修饰的动态调控和选择性RNA剪接。CCAR2与多种蛋白质伙伴相互作用，包括β-连环蛋白、雄激素受体、p21Cip1/Waf1、肿瘤蛋白p53（p53）、SIRT1和组蛋白脱乙酰酶3。在癌症中常见的遗传变化，如TP53突变，也是癌症患者生存结果的关键决定因素。CCAR2在多种疾病中发挥重要作用，包括肠道脂质代谢、宫颈癌、骨肉瘤、肝脏X受体调节和神经发育障碍。此外，CCAR2还具有独立的染色质调控功能，影响基因表达和干细胞的多能性维持。CCAR2的研究有助于深入理解其在RNA表观遗传修饰的生物学功能和疾病发生机制中的作用，为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。