Tmem88-KO 基因敲除小鼠

TMEM88，也称为跨膜蛋白88，是一种新发现的定位于细胞膜上的蛋白质。近年来的研究表明，TMEM88在多种癌症的发生和发展中发挥着重要作用。TMEM88在乳腺癌细胞系中的表达水平显著高于正常乳腺细胞系，并与Dishevelled（DVL）共定位于乳腺癌细胞系的细胞质中。在卵巢癌细胞系CP70中沉默TMEM88导致Wnt下游基因（c-Myc、cyclin-D1）和其他Wnt靶基因（JUN、PTIX2、CTNNB1（β-catenin））的表达显著上调，进一步支持TMEM88抑制经典Wnt信号通路。Wnt信号通路在许多疾病的发生发展中发挥着重要作用，特别是在癌症中。例如，肝细胞癌（HCC）已成为最常见的肿瘤之一，其中Wnt信号通路存在突变。作为Wnt信号通路的抑制剂，TMEM88被认为是一种致癌基因或肿瘤抑制因子。上调TMEM88或基因治疗方法可能是一种有效的治疗肿瘤的方法，因为TMEM88通过与DVL的直接相互作用抑制Wnt信号传导[1]。

在膀胱癌中，TMEM88的水平显著降低。上调TMEM88导致膀胱癌细胞增殖和侵袭能力显著下降。上调TMEM88降低了活性β-catenin的水平，并抑制了Wnt/β-catenin通路的激活，这与糖原合成酶激酶-3β（GSK-3β）磷酸化的下调相关。抑制GSK-3β或过表达β-catenin逆转了TMEM88诱导的膀胱癌肿瘤抑制效应。过表达TMEM88抑制了裸鼠中膀胱癌细胞的肿瘤形成和生长。因此，TMEM88通过下调Wnt/β-catenin信号通路在膀胱癌中发挥抗肿瘤作用[2]。

在甲状腺癌中，TMEM88的表达水平也较低。在甲状腺癌细胞系中，TMEM88的恢复显著抑制了细胞的增殖、集落形成和侵袭能力。相反，TMEM88的耗竭显著加速了甲状腺癌细胞系的增殖、集落形成和侵袭。进一步实验表明，TMEM88过表达显著降低了活性β-catenin的表达，并抑制了Wnt/β-catenin信号通路靶基因的表达，如c-myc和cyclin D1。值得注意的是，通过转染表达组成型活性β-catenin的载体部分逆转了TMEM88对甲状腺癌细胞增殖和侵袭的抑制效应。此外，在体内异种移植模型中，TMEM88的上调显著延缓了甲状腺癌细胞的肿瘤生长，与活性β-catenin表达的下调相关。因此，TMEM88过表达通过下调Wnt/β-catenin信号通路阻碍了甲状腺癌细胞的增殖和侵袭。这些数据表明，TMEM88在甲状腺癌中具有潜在的肿瘤抑制作用。TMEM88在调节Wnt/β-catenin信号通路在甲状腺癌进展中的关键作用，并表明TMEM88是甲状腺癌的一个有吸引力的抗癌靶点[3]。

在非小细胞肺癌（NSCLC）中，约60%的NSCLC标本的细胞质中TMEM88表达水平较高。细胞质中TMEM88表达水平较高的NSCLC与分化程度差、TNM分期高、淋巴结转移和生存率低显著相关。在膜定位TMEM88的NSCLC细胞中，观察到由于TMEM88与Wnt通路因子DVL的相互作用，导致经典Wnt信号的抑制。相反，在细胞质定位TMEM88的NSCLC细胞中，Wnt信号没有受到影响。TMEM88和DVL的细胞质相互作用增加了p38、GSK3β（Thr390）和Snail的磷酸化、活性形式的表达，从而降低了紧密连接相关蛋白ZO-1和occludin的表达，这些效应与增强侵袭和转移细胞特性相关。重要的是，降低细胞质TMEM88的表达降低了异种移植模型中的转移能力。总的来说，这些发现表明，TMEM88在NSCLC细胞中的错位到细胞质消除了其对Wnt通路调节的特性，从而通过激活p38-GSK3β-Snail信号通路促进侵袭和转移[4]。

TMEM88在心脏发育中起着至关重要的作用，它通过抑制Wnt/β-catenin信号通路来指定心肌细胞发育。在从侧板中胚层到心脏前体细胞（CVP）的过渡过程中，TMEM88具有介导细胞命运决定的基因的染色质特征，并且在体外和体内，其表达在关键心脏转录因子之前显著上调。在早期斑马鱼胚胎中，tmem88a在包括双侧心脏区域的侧板中胚层中广泛表达。靶向hESC心脏分化过程中TMEM88的短发夹RNA增加了Wnt/β-catenin信号，证实了它作为该通路抑制因子的作用。TMEM88敲低对NKX2.5或GATA4的表达没有影响，但80%的CVP发育过程中最强烈诱导的基因表达减少，表明采用了一种新的细胞命运。支持这一点的是，晚期细胞分化的分析表明，TMEM88敲低抑制了心肌细胞分化，并促进了内皮细胞分化。综上所述，TMEM88对心脏发育至关重要，它位于GATA因子下游，在心脏前中胚层中指定心肌细胞发育的谱系承诺，通过抑制Wnt/β-catenin信号通路[5]。

TMEM88在鳃弓动脉（PAA）祖细胞的增殖和分化中起着重要作用。在斑马鱼中，tmem88a/b的缺失导致PAA祖细胞过度扩张和分化失败。此外，tmem88a/b的缺乏通过异常Wnt信号激活增加了PAA祖细胞中的cyclin D1表达。机制上，cyclin D1-CDK4/6通过加速G1/S转变促进祖细胞增殖，同时通过磷酸化Nkx2.5/Smad3抑制成血管细胞分化。TMEM88在PAA祖细胞中限制了外胚层Wnt2bb信号，以确保增殖和分化之间的平衡。因此，PAA祖细胞的增殖和成血管细胞分化表现出一种反比关系，并受到Tmem88-Wnt通路下游细胞周期机制的精细调节[6]。

综上所述，TMEM88在多种生物学过程中发挥着重要作用，包括细胞增殖、分化、发育和癌症发生。TMEM88通过与DVL的相互作用抑制Wnt信号通路，从而在心脏发育和癌症中发挥关键作用。TMEM88的表达水平和定位在癌症中起着重要作用，并且与癌症的侵袭、转移和预后相关。TMEM88的研究有助于深入理解Wnt信号通路在癌症发生和发展中的作用，并为癌症的治疗和预防提供新的思路和策略。