Deptor-KO 基因敲除小鼠

Deptor，即DEP结构域含有的哺乳动物雷帕霉素靶蛋白相互作用蛋白，是一种重要的蛋白质，与哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）相互作用。mTOR是一种丝氨酸/苏氨酸激酶，在细胞生长、凋亡、自噬和内质网应激反应等生物学过程中发挥着重要作用。Deptor作为一种天然的mTOR抑制剂，在mTOR通路的研究中具有重要价值。因此，研究Deptor在人类恶性肿瘤，尤其是血液系统恶性肿瘤中的角色，以及其可能的生物标志物和临床应用，具有重要意义。

Deptor在肿瘤发生和发展中发挥着重要作用。例如，PUM1是一种RNA结合蛋白，它通过转录后调节DEPTOR，在胃癌中诱导代谢重编程。在临床样本中，PUM1的表达升高与胃癌的复发、转移和不良预后相关。体外和体内实验表明，敲低PUM1可以抑制胃癌细胞的增殖和转移。RNA测序和生物信息学分析显示，PUM1在糖酵解基因特征中富集。代谢组学研究证实，PUM1的缺乏抑制了糖酵解代谢。机制上，PUM1直接结合到DEPTOR mRNA的pumilio反应元件上，维持转录本的稳定性，并通过转录后途径防止DEPTOR降解。PUM1介导的DEPTOR上调抑制了mTORC1，并缓解了mTORC1向PI3K的正常抑制性反馈信号，从而持续激活PI3K-Akt信号和糖酵解[1]。

UBE2C是泛素连接酶E2C，通过K11连接介导泛素化链的形成。在肺癌细胞中，UBE2C对于生长和生存至关重要，并且对于KrasG12D诱导的肺癌发生是必需的。UBE2C的表达受到KrasG12D的诱导，与APC/CCDH1 E3连接酶耦合，促进DEPTOR的泛素化和降解，导致mTORC信号激活。DEPTOR水平在细胞周期进程中波动，依赖于UBE2C和CDH1，表明它们之间存在生理上的联系。Deptor的缺失完全挽救了Ube2c缺失在KrasG12D肺癌模型中的肿瘤抑制作用，表明Deptor具有因果作用。这些研究表明，UBE2C/CDH1/DEPTOR轴形成了一个致癌基因和肿瘤抑制因子级联，调节细胞周期进展和自噬，并证实UBE2C是Kras突变相关肺癌的一个有吸引力的靶点[2]。

自噬是一种细胞分解代谢过程，导致溶酶体介导的细胞器和蛋白质聚集体回收，以及细胞内病原体的破坏。自噬及其调节机制在肠上皮的维持中发挥着重要作用，因为许多与自噬相关的基因与肠道疾病相关。自噬及其调节机制涉及肠道的稳态和修复，通过紧密连接调节和保护细胞死亡来支持肠道屏障功能。此外，自噬在分泌细胞和肠道干细胞中发挥着明显的作用，影响它们的代谢、增殖和再生能力。研究表明，自噬在维持肠道上皮方面发挥着生理作用，并且自噬的遗传突变会导致肠道疾病的发生[3]。

Deptor在血液系统恶性肿瘤中也发挥着重要作用。Deptor在血液系统恶性肿瘤中的表达存在差异，因此它可能作为致癌基因或肿瘤抑制因子发挥作用。Deptor的转录后和转录后调节的进展，以及在血液系统恶性肿瘤中的活性，其作为生物标志物的可能性和在这些恶性肿瘤中的临床意义，都是研究的热点[4]。

Deptor的表达与特发性肺纤维化（IPF）的易感性相关。IPF是一种复杂的肺部疾病，其特征是肺部的瘢痕形成，被认为是上皮细胞对损伤的异常反应。Deptor的表达降低与IPF的易感性增加相关，支持了mTOR信号通路在肺纤维化中的重要性。此外，与KIF15和MAD1L1相关的新的关联信号表明，有丝分裂纺锤体组装基因可能在IPF的易感性中发挥作用[5]。

Deptor在骨质疏松症中加剧了骨-脂肪失衡。在骨质疏松症和其他病理条件下，骨髓来源的间充质干细胞（BMSCs）倾向于分化成脂肪细胞而不是成骨细胞。Deptor在BMSCs的成骨过程中表达下降，在脂肪生成过程中表达升高，并且在骨质疏松症小鼠中BMSCs的细胞谱系承诺向脂肪细胞转变时表达升高。Deptor促进了脂肪生成分化，同时阻止了BMSCs的成骨分化。BMSCs中Deptor的缺失减轻了骨质疏松症小鼠的骨丢失，并减少了骨髓脂肪的积累。机制上，Deptor结合转录共激活因子TAZ，抑制其转录激活特性，从而抑制RUNX2的转录活性和升高过氧化物酶体增殖物激活受体-γ的基因转录。BMSCs中TAZ的敲低消除了Deptor缺失在骨-脂肪平衡中的有益作用。这些数据表明，Deptor是一种分子调节器，调节BMSCs分化和骨-脂肪平衡，可能代表治疗年龄相关骨丢失的潜在靶点[6]。

肝毒性诱导的STING1激活刺激MTORC1并限制肝脂噬。脂质积累常常导致肝细胞的脂毒性损伤，可引起非酒精性脂肪性肝炎。肝组织中脂质积累与炎症的关系已经研究了数十年，但关键机制直到最近才被确定。STING1的缺乏阻碍了MTORC1的激活，表明STING1参与了PA诱导的MTORC1激活。机制研究表明，STING1与MTORC1复合物的几个成分相互作用，并在PA处理下在MTORC1复合物形成中发挥了重要作用。STING1在MTORC1激活中的作用依赖于SQSTM1，这是MTORC1通路的一个关键调节因子。在SQSTM1缺乏的细胞中，STING1与MTORC1成分的相互作用较弱。此外，通过雷帕霉素处理或STING1缺乏导致的MTORC1活性受损，降低了细胞中LD的数量。PA处理抑制了脂噬，这在STING1缺乏的细胞或雷帕霉素处理的细胞中没有观察到。通过氨基酸处理恢复MTORC1活性阻止了脂噬和LD的降解。最后，在非酒精性脂肪性肝病患者的肝脏组织中观察到STING1激活伴随MTORC1激活增加，这为STING1参与MTORC1激活提供了临床证据。总之，我们确定了一个新的STING1-MTORC1调节回路，并解释了肝炎症如何调节脂质积累。我们的发现可能有助于开发新的治疗肝脂肪变性的临床策略[7]。

Deptor多态性影响2型糖尿病患者的晚期并发症。研究人员调查了Deptor多态性是否会影响2型糖尿病（T2D）患者的代谢参数和血管并发症的风险。结果表明，携带Deptor rs4871827 A等位基因的个体比非携带者具有更高的HDL胆固醇。rs4871827 GG正常基因型携带者的宏观血管和微观血管并发症的风险增加。Deptor的低同源模型显示，由rs4871827多态性引起的p.Ser389Asn置换位于与mTOR的相互作用表面。这些数据表明Deptor多态性在T2D血管并发症中发挥作用[8]。

癌症相关的MTOR突变是超活化的，并且可以预测雷帕霉素的敏感性。使用公开的肿瘤基因组测序数据，研究人员生成了一个癌症中mTOR通路突变的综合目录，确定了33个赋予通路超活化的MTOR突变。这些突变集中在mTOR C末端一半的六个不同区域，并且发生在多种癌症类型中，其中一个簇在肾脏癌中特别突出。激活突变不影响mTOR复合物组装，但一部分突变减少了与mTOR抑制剂DEPTOR的结合。表达各种激活突变的细胞中的mTORC1信号对药理mTOR抑制仍然敏感，但对营养剥夺部分耐药。最后，具有超活化MTOR突变的癌细胞系在培养和体内异种移植中表现出对雷帕霉素的高度敏感性，这表明这些突变赋予mTOR通路依赖性[9]。

Deptor的缺失损害了体外棕色脂肪细胞的发展，但对小鼠的影响有限。mTOR是一种丝氨酸/苏氨酸激酶，调节生长和代谢。在老鼠中，mTOR的激活通过促进棕色脂肪组织的招募和激活来控制冷适应。Deptor与mTOR相互作用以调节其活性。Deptor的水平在冷暴露的BAT中被测量，并在棕色前脂肪细胞诱导脂肪生成后被测量。慢病毒表达短发夹RNA被用于抑制体外棕色前脂肪细胞中DEPTOR的表达。通过将DEPTOR打洞小鼠与Myf5-Cre或Ucp1-CreERT2小鼠交配，在棕色前脂肪细胞和成熟的棕色脂肪细胞中条件性删除Deptor。这些动物被暴露在冷环境中，并进行了广泛的表型分析。Deptor在BAT中高度表达，其水平在慢性冷暴露时被诱导，这是一种触发BAT扩张和激活的条件。支持Deptor在棕色脂肪细胞招募中的作用，研究人员发现，在棕色脂肪细胞发育过程中，Deptor被诱导，并且其耗竭损害了体外脂肪生成。这种脂肪生成缺陷与Akt激活缺陷和关键脂肪生成调节因子的表达缺陷相关。在棕色前脂肪细胞或成熟的棕色脂肪细胞中条件性删除Deptor没有影响小鼠中BAT的招募和产热激活，但略微降低了脂肪生成和脂肪生成基因的表达。Deptor在BAT中高度表达，其水平在棕色脂肪细胞发育和冷暴露过程中动态调节。尽管Deptor耗竭严重抑制了体外棕色脂肪细胞脂肪生成，但其删除对小鼠中BAT的发展、招募和产热激活是必不可少的[10]。

综上所述，Deptor是一种重要的蛋白质，与mTOR相互作用，在细胞生长、凋亡、自噬、内质网应激反应等生物学过程中发挥着重要作用。Deptor在肿瘤发生和发展、血液系统恶性肿瘤、特发性肺纤维化、骨质疏松症、肝脂噬和2型糖尿病的晚期并发症中发挥着重要作用。Deptor的研究有助于深入理解mTOR通路的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。