Tgif1-KO 基因敲除小鼠

TGIF1，也称为TG-interacting factor 1，是一种编码同源框转录因子的基因。这些转录因子在基因表达调控中起着关键作用，通过结合DNA序列来激活或抑制基因的转录。TGIF1在多种生物学过程中发挥着重要作用，包括细胞分化、发育、代谢和疾病发生。

在卵巢发育方面，TGIF1在鸡胚胎中被证明是卵巢发育所必需的。它在卵巢的两个主要体细胞种群——皮质和髓质前颗粒细胞中表达。TGIF1的表达与雌激素介导的性反转实验中的卵巢表型相关。靶向表达和基因敲低实验表明，TGIF1对于卵巢皮质的形成是必需的，但不足以完成卵巢皮质的形成。此外，TGIF1被确定为第一个已知的调节邻近皮质髓质发育的基因。这些发现为鸡卵巢分化和发展提供了新的见解，特别是皮质和邻近皮质髓质的形成[1]。

在腱-骨插入点再生方面，TGIF1基因沉默在腱衍生干细胞（TDSCs）中显示出改善腱-骨插入点再生的效果。TGIF1 siRNA的转导或TGIF1的过表达在腱衍生干细胞中进行。在对上臂腱修复的动物模型中，将大鼠分别用转导的TDSCs或非转导的TDSCs进行治疗。在两个组中都进行了组织学检查和Western blot分析。在这项研究中，TGIF1的沉默显著上调了软骨生成基因和标记物。同样，TGIF1通过相互作用抑制了TDSC分化成软骨，并抑制了Smad2的磷酸化。在动物模型的早期阶段，与对照和TGIF1过表达组相比，TGIF1（-）组的腱-骨界面的纤维软骨区域显著增加。在TGIF1（-）组的4周时，腱和骨之间的界面显示出新骨和纤维软骨的增加。在TGIF1过表达组和仅用纤维蛋白胶处理的组中观察到纤维血管瘢痕组织。在TDSCs组中，观察到较低水平的纤维软骨和纤维血管瘢痕组织。总的来说，这项研究表明，通过TGIF1基因沉默修饰的腱衍生干细胞对腱-骨愈合具有有前景的效果，可以作为再生医学中的一种治疗工具进一步探索[2]。

在肝脏中，TGIF1通过与其核心抑制因子相互作用来抑制基因表达，并且可以被TGF-β激活的Smads或视黄酸X受体（RXR）招募到靶基因上。研究表明，TGIF1可以与LXRα核受体相互作用，并可以抑制LXRα激活的合成报告基因的转录。在培养细胞中降低内源性TGIF1水平导致LXRα靶基因的表达增加。为了测试TGIF1在体内的作用，研究人员分析了缺乏TGIF1的小鼠中LXRα依赖性基因的表达。在TGIF1缺失小鼠的肝脏中，观察到载脂蛋白基因Apoa4和Apoc2的显著去抑制，这表明TGIF1是体内载脂蛋白基因表达的重要调节因子。相比之下，观察到对其他LXR靶基因的表达影响相对较小。这项工作表明，TGIF1可以调节核受体复合物，包括那些含有视黄酸受体的复合物，但这也表明TGIF1对哪些NR靶基因的抑制具有一定的特异性[3]。

在牦牛颗粒细胞中，TGIF1在转录抑制和TGF-β信号传导抑制方面发挥着重要作用，但其功能作用尚未阐明。因此，本研究旨在克隆牦牛TGIF1并研究TGIF1在牦牛颗粒细胞中的作用。RT-PCR结果显示，牦牛TGIF1的编码区为759 bp，编码252个氨基酸。其核苷酸序列与小鼠、人类、猪、山羊和牛同源基因的相似性为85.24-99.74%。为了探索TGIF1的功能作用，研究人员研究了用针对TGIF1的小干扰RNA转染的牦牛颗粒细胞中的增殖、凋亡、细胞周期进展、甾体生成和相关基因的表达水平。结果表明，TGIF1敲低促进了增殖和细胞周期进展，并抑制了凋亡和雌二醇（E2）和孕酮（P4）的产生。相反，TGIF1过表达抑制了增殖和细胞周期进展，并刺激了凋亡和E2和P4的产生。此外，在牦牛颗粒细胞中观察到的这些功能变化与细胞周期（PCNA、CDK2、CCND1、CCNE1、CDK4和P53）、凋亡（BCL2、BAX和CASPASE3）和甾体生成（CYP11A1、3β-HSD和StAR）相关基因的表达变化平行。总之，TGIF1在动物进化过程中相对保守。TGIF1抑制了牦牛颗粒细胞的活力，并刺激了凋亡和E2和P4的分泌。这些结果将有助于揭示牦牛卵泡发育的机制，并提高雌性牦牛的繁殖效率[4]。

在高近视方面，TGIF1被认为是克什米尔人群中高近视的潜在候选基因。研究人员选择了一个纯粹的民族（克什米尔）的群体，他们来自印度北部，是一个同质化的队列。研究对象包括212名克什米尔受试者，其中高近视病例的屈光度≥-6 D，正视对照的屈光度在±0.5 D内。对TGIF1基因中的序列变异进行了基因分型，并测试了等位基因频率是否处于哈迪-温伯格平衡状态。使用χ2或Fisher精确检验评估了潜在的关联。在TGIF1的第10个外显子中，发现了两个以前报道过的错义变异C>T，rs4468717（密码子143的第一个碱基）将脯氨酸变为丝氨酸和rs2229333（密码子143的第二个碱基）将脯氨酸变为亮氨酸。两种变异都与疾病表型可能显著相关（p<0.05）。由于两种单核苷酸多态性在病例中的等位基因频率高于对照组，且优势比大于1。因此，两种单核苷酸多态性的变异等位基因代表克什米尔人群中近视的可能风险因素。计算机预测显示，这些替代可能影响蛋白质的结构和功能特性，因此必须了解它们与高近视的功能后果之间的关系。TGIF1是一个相关的候选基因，有可能在近视的发病机制中发挥作用[5]。

在胶质瘤方面，TGIF1的过表达促进了胶质瘤的进展并恶化了患者的预后。研究人员下载了数千个转录组数据点，使用Wilcoxon或Kruskal-Wallis检验来确定TGIF1与各种临床病理特征之间的相关性。使用Kaplan-Meier和Cox统计方法来探索TGIF1的预后意义。基因集富集分析（GSEA）用于间接识别TGIF1调节的病理机制，并使用连接图（CMap）确定抑制TGIF1表达的化合物。TGIF1在胶质瘤中显著过表达，并且与不良预后因素和更短的总体生存期相关。Cox分析证实，TGIF1的表达是胶质瘤患者预后不良的显著预测因子。GSEA显示，与TGIF1表达相关的胶质瘤信号通路包括细胞外基质受体和细胞周期调节蛋白。CMap分析表明，小分子scriptaid、torasemide、dexpropranolol、ipratropium bromide和harmine是TGIF1的潜在负调节剂。最后，体外实验表明，敲低TGIF1显著抑制了胶质瘤细胞的增殖和侵袭。总的来说，这项研究是第一个全面分析胶质瘤中TGIF1的研究，揭示了TGIF1作为一种与这种疾病相关的新的致癌基因。因此，TGIF1可能是胶质瘤个体化治疗的一个潜在治疗靶点[6]。

在Xenopus中，母体转录因子VegT对于启动nodal相关基因的表达是必要和充分的，这些基因在早期发育的许多方面都起着中心作用。然而，关于VegT活性的调节知之甚少。使用母体功能缺失实验，研究人员表明母体同源蛋白Tgif1拮抗VegT，并通过负调节一组nodal相关基因在前后模式形成中起着中心作用。Tgif1的消耗导致胚胎的前部化，并上调了nodal同源物nr5和nr6。此外，Tgif1通过VegT激活nr5的方式抑制了nr5的激活，这需要C端Sin3核心抑制因子相互作用结构域。Tgif1已被证明在转化生长因子-β（TGFβ）和视黄酸信号传导的转录共抑制中起作用。然而，研究人员表明，Tgif1在早期发育中不抑制这些途径。这些结果确定了Tgif1在控制nodal表达中的重要作用，并为Tgif1的功能和控制VegT活性的机制提供了见解[7]。

在胰腺癌方面，TG-interacting factor 1（TGIF1）基因编码TGFβ1/Smad信号通路的核转录共抑制因子，已被证明与人类各种类型癌症的发病机制有关；然而，它在胰腺导管腺癌（PDAC）中的作用尚未阐明。通过免疫组化分析检测了人类和鼠PDAC标本中TGIF1的表达。使用在已建立的PDAC小鼠模型中条件性灭活TGIF1来评估TGIF1在体内PDAC生长、扩散和转移中的作用。通过细胞增殖、迁移、侵袭、软琼脂和异种移植肿瘤发生等检测方法来检查TGIF1缺失或野生型PDAC小鼠的原代细胞。通过基因表达谱分析、通路分析、与TGIF1缺失相关的表观遗传变化，以及体外和体内4-MU的影响来评估。在胰腺中条件性删除TGIF1对胰腺发育或生理没有明显的影响。值得注意的是，在TGIF1缺失的KrasG12D驱动的PDAC模型中，表现出更短的潜伏期和更高的远处转移倾向。解析分子机制强调了TGIF1缺失诱导的透明质酸合成酶2（HAS2）-CD44信号通路的激活和免疫检查点调节因子PD-L1的上调，以促进上皮-间质转化（EMT）和肿瘤免疫抑制。研究人员还发现，TGIF1可能作为表观遗传调节因子和PDAC进展过程中异常EMT基因表达的反应者。研究结果暗示，靶向TGIF1缺失的PDAC中的HAS2通路可能是一种有希望的改善PDAC转移的临床疗效的治疗策略[8]。

在MLL重排急性髓细胞白血病（AML）方面，TALE（三氨基酸环扩展）家族的非典型同源结构域含转录因子是MLL基因涉及的致癌融合蛋白的重要下游效应因子。该蛋白家族的一个特征成员是MEIS1，它协调了维持MLL重排AML所需的转录程序。TGIF1/TGIF2是相对未表征的TALE转录因子，与家族中其他成员相比，它们已被证明作为转录抑制因子。鉴于该家族在恶性造血中的普遍重要性，研究人员因此测试了TGIF1在维持MLL重排AML中的潜在功能。MLL重排患者瘤细胞的基因表达分析表明TGIF1水平降低，并且一致地发现，在MLL-AF9转化的细胞中强制表达TGIF1促进了体外分化和细胞周期退出，并在体内延迟了白血病的发生。机制上，研究人员表明，TGIF1通过与MEIS1结合区域以竞争性方式相关联来干扰MEIS1依赖的转录程序，并且MEIS1:TGIF1比率影响临床结果。总的来说，这些发现表明TALE家族成员可以对负责白血病维持的转录程序产生积极的和消极的影响，并为MLL重排AML中的基因表达调控回路提供了新的见解[9]。

在胰腺导管腺癌（PDAC）方面，TGIF1的一个重要功能是抑制转化生长因子β（TGF-β）信号传导，其失活被认为对PDAC的进展至关重要，正如在PDAC中频繁缺失的肿瘤抑制基因SMAD4所证明的那样。令人惊讶的是，研究人员发现，在致癌Kras、KrasG12D的背景下，Tgif1的基因失活导致高度侵袭性和转移性PDAC的发展，尽管TGF-β信号传导的去抑制。机制实验表明，TGIF1与Twist1相关联，并抑制Twist1的表达和活性，而这种功能在大多数人类PDAC中通过KrasG12D/MAPK介导的TGIF1磷酸化而被抑制。在KrasG12D;Tgif1KO小鼠中消除Twist1完全消除了PDAC的形成，提供了TGIF1通过其抑制Twist1的能力来抑制KrasG12D驱动的PDAC的原理证明。总的来说，这些发现将TGIF1确定为PDAC的一个潜在的肿瘤抑制因子，并进一步表明，TGF-β信号的持续激活可能起到加速PDAC进展的作用，而不是抑制其起始[10]。

综上所述，TGIF1是一种编码同源框转录因子的基因，在多种生物学过程中发挥着重要作用。它在卵巢发育、腱-骨插入点再生、肝脏载脂蛋白基因表达、牦牛颗粒细胞增殖和甾体生成、高近视、胶质瘤、Xenopus中的nodal基因表达、胰腺癌和MLL重排AML中发挥着不同的功能。TGIF1的研究有助于深入理解转录因子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。