Spn-KO 基因敲除小鼠

Spn，也称为SPINOPHILIN（SPN、PPP1R9B或NEURABIN-2），是一种多功能蛋白质，能够调节不同细胞信号通路中的蛋白质-蛋白质相互作用。SPN是蛋白磷酸酶1（PP1）的调节亚基之一，参与视网膜母细胞瘤蛋白（pRB）的去磷酸化过程，在细胞周期中发挥作用。SPN基因在不同的人类肿瘤环境中被描述为一种肿瘤抑制因子，低水平的SPN与肿瘤等级较高和预后较差相关。此外，SPN蛋白的突变在人类肿瘤中也有报道。最近，还描述了一种致癌突变SPN A566V，它影响了SPN-PP1相互作用和全酶的磷酸酶活性，并通过增加乳腺癌中的癌症干细胞（CSC）池来促进p53依赖性肿瘤发生[3]。

SPN基因编码的蛋白质在多种细胞过程中发挥重要作用，包括细胞分化和发育。例如，在秀丽隐杆线虫（C. elegans）的胚胎发育过程中，SPN-4基因编码的蛋白质对于有丝分裂纺锤体定向和细胞命运模式化至关重要。SPN-4蛋白质含有单一的RNA识别基序（RRM），属于一个小型RRM蛋白亚家族，包括果蝇和人类的家族成员。在缺乏SPN-4功能的突变体胚胎中，横切的“P(1)”有丝分裂纺锤体似乎重新规定了细胞极性的轴，并且分裂保持不对称。SPN-4还对于其他发育过程至关重要，包括中胚层和中胚层命运的限制[5]。

在哺乳动物中，SPN基因的表达与肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）的分化相关。在非小细胞肺癌（NSCLC）中，研究人员通过轨迹分析、GO/KEGG富集分析和单细胞RNA测序（scRNA-seq）数据，确定了与TAMs分化相关的基因（DRGs）。SPN是13个与预后相关的DRGs之一，其mRNA和蛋白表达在NSCLC组织中下调。免疫组织化学染色显示，C1QB、CCL4、SPN、CD14、NLRP3、SAMSN1、MS4A6A在肺癌组织中不同程度表达。ZEB2和CD14的表达与肺鳞状细胞癌的较差预后相关，而ZEB2、CD84、PLEK和FGL2的表达与肺腺癌的较好预后相关[4]。

SPN基因在胰腺实性假乳头状瘤（SPN）中的作用也备受关注。SPN是一种低度恶性肿瘤，主要影响年轻女性。SPN的恶性程度通常较低，手术切除后预后良好。然而，最近的研究发现，SPN的恶性程度被低估了。恶性SPN的主要特征包括浸润、转移和R0切除后的复发。影像学技术如超声、CT、MRI和PET可以初步识别恶性SPN，主要基于其浸润性临床特征。恶性SPN的病理特征与其他胰腺肿瘤相似，但仍可以为诊断提供有价值的信息。一些已确认的特异性病理生物标志物与其细胞起源、特征性基因突变和细胞增殖相关。鉴于恶性SPN的侵袭性，增强其治疗的全面性至关重要。肿瘤切除术仍然是处理SPN的常规方法，并且对于恶性SPN，淋巴结清扫是合理的。与良性SPN相比，恶性SPN的预后较差，强调了在综合医疗中心进行早期识别和治疗以获得更好临床结果的必要性[2]。

在基因治疗领域，SPN基因也发挥着重要作用。腺相关病毒（AAV）载体是病毒基因治疗的主要候选者，因为它们具有广泛的组织嗜性、非致病性和低免疫原性。AAV载体已成功用于临床试验，治疗遗传性疾病如血友病B，并已获批准用于治疗欧洲的脂蛋白脂酶缺乏症。为了实现有效的全身给药，研究人员已经做出了大量努力来构建具有新颖和有生物医学价值的细胞嗜性的AAV变体，然而AAV细胞进入的基本方面仍然知之甚少。特别是，AAV附着后进入细胞所需的蛋白质受体仍然未知。研究人员使用无偏见的遗传筛选方法，在单倍体人细胞系中确定了Spn基因编码的蛋白质（AAVR）是AAV2感染所必需的。他们发现AAVR蛋白能够从质膜快速内吞并转运到反式高尔基体网络。研究还表明，AAVR直接与AAV2颗粒结合，并且抗AAVR抗体能够有效阻断AAV2感染。此外，AAVR基因的缺失使多种哺乳动物细胞类型对AAV2感染具有高度抗性。值得注意的是，AAVR是所有测试的AAV血清型所必需的关键宿主因子。AAVR在体内基因传递中的重要性进一步得到了Aavr(-/-)小鼠对AAV感染的强抗性的证实[1]。

综上所述，Spn基因编码的蛋白质在多种生物学过程中发挥着重要作用，包括细胞分化、发育、DNA损伤修复和肿瘤发生。SPN基因的表达与肿瘤相关巨噬细胞的分化相关，并且与NSCLC的预后相关。在胰腺实性假乳头状瘤中，SPN基因的表达也与肿瘤的恶性程度和预后相关。此外，Spn基因编码的蛋白质（AAVR）是AAV感染所必需的关键受体，对于AAV基因治疗具有重要意义。深入研究Spn基因的功能和调控机制，有助于我们更好地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。