Rai14-KO 基因敲除小鼠

Rai14，也称为Retinoic Acid Induced Protein 14，是一种由基因编码的蛋白质，其表达受发育调节，并含有多个ankyrin重复结构域。Rai14在多种组织和细胞类型中都有表达，包括大脑、脾脏、肝脏、心脏、输卵管、肾脏、肺部、垂体、卵巢、肌肉、羽毛乳头和皮肤等。研究表明，Rai14在多种生物学过程中发挥重要作用，包括羽毛着色、神经元树突棘动力学、精子的发生和成熟、细胞生长、侵袭和凋亡等。

Rai14与羽毛着色有关。一项全基因组关联研究（GWAS）在白色和有色鸡的资源家族中进行了，以确定与羽毛颜色相关的基因。GWAS鉴定了三个染色体的单核苷酸多态性（SNPs），表明羽毛表型的多基因基础。在这项研究中，确定了鸡Rai14的mRNA表达谱，发现了插入缺失（indel）变异，并分析了它们在白色和有色鸡中的相关性。Rai14 mRNA在所有测试组织中均有表达，与羽毛着色有关[1]。

Rai14与神经元树突棘动力学有关。树突棘是决定突触功能的核心突触后结构。树突棘内部的F-肌动蛋白调节其动态形成和消除。Rai14是一种F-肌动蛋白调节蛋白，具有膜成形功能。研究表明，Rai14缺陷的神经元表现出Rai14+/−小鼠大脑中的树突棘密度降低，导致功能性突触活动受损。Rai14通过复合物形成与Tara结合而免于降解，并在树突棘颈部积累，从而增强棘的维持。同时，Rai14缺陷小鼠的基因表达谱与抑郁状态相关，并增加了抑郁样行为。此外，小鼠应激模型的前额叶皮层中Rai14表达减少，抗抑郁药治疗可阻止这种减少。因此，Rai14依赖性树突棘调节可能涉及与抑郁样行为相关的神经元连接的塑性变化[2]。

Rai14与精子的发生和成熟有关。Rai14是一种在睾丸中高度表达的进化上保守的基因。先前的研究表明，在鼠睾丸中，通过小干扰RNA（siRNA）介导的Rai14基因敲低（KD）破坏了精子极性和运输。值得注意的是，基因敲除（KO）模型被认为是体内评估关键基因功能的“金标准”。在这项研究中，使用基于CRISPR/Cas9的基因编辑来研究Rai14在小鼠睾丸中的体内作用。使用计算机辅助精子分析（CASA）系统对精子浓度和活力进行了检测。使用组织学和免疫荧光（IF）染色和透射电子显微镜（TEM）来观察Rai14 KO在小鼠睾丸和附睾中的影响。使用末端脱氧核苷酸转移酶介导的dUTP切口末端标记（TUNEL）来测定凋亡细胞。通过实时定量PCR计算基因转录水平。Rai14 KO在小鼠中表现出正常的生育能力和完全的精子发生，这与先前在Rai14 KD大鼠模型中报道的结果形成了鲜明对比。精子参数和细胞凋亡在野生型（WT）和KO组之间似乎没有差异。在机制上，与Rai14在调节睾丸中质膜特殊化（ES）接合处的F-肌动蛋白动态的已知作用相反，ES接合处的形态变化在Rai14 KO和WT睾丸之间没有差异。此外，两组之间ES接合处周围的F-肌动蛋白也是可比的。总之，这项研究表明Rai14对小鼠的精子发生和生育能力是必不可少的。尽管这项研究的结果是否定的，但在这里获得的表现型信息提供了对Rai14在睾丸中的作用的理解，研究人员可以参考这些结果以避免进行冗余的实验[3]。

Rai14在胃癌的发生发展中发挥重要作用。Rai14在人类癌症中作为原癌基因发挥作用，但Rai14通过circRNA/miRNA轴调节的潜在机制尚不清楚。临床价值评估显示，RAI14、miR-23b-3p和circNFATC3的表达水平与胃癌患者的预后相关。研究发现，RAI14和circNFATC3上调或miR-23b-3p下调与胃癌患者的不良预后相关。恢复miR-23b-3p的表达抑制了细胞增殖、集落形成和细胞侵袭，这是通过靶向RAI14实现的，而RAI14促进了细胞进展并逆转了miR-23b-3p在胃癌细胞中的抗肿瘤作用。然后，circNFATC3与miR-23b-3p在胃癌组织细胞中存在共定位，并且可以作为miR-23b-3p的“海绵”在胃癌细胞系中发挥作用。沉默circNFATC3通过上调miR-23b-3p和下调RAI14抑制了细胞生长和体内肿瘤发生。因此，这些发现表明Rai14通过circNFATC3/miR-23b-3p轴促进了胃癌细胞的生长和侵袭[4]。

Rai14的敲低抑制了胃癌的进展。Rai14，也称为NORPEG，据报道在非小细胞肺癌中失调，并且作为与细胞增殖相关的超级增强子相关基因参与其中。这项研究的目的是调查Rai14在胃癌的进展和转移中的作用，并探讨相关的机制。使用GEPIA数据库分析了Rai14在胃癌中的表达。MKN45和AGS细胞被转染siRNA-RAI14以阻断RAI14的表达。细胞计数试剂盒8和集落形成实验用于测量细胞增殖。通过Transwell实验检测细胞迁移和侵袭能力。使用流式细胞术检测凋亡率，并通过蛋白质印迹测定凋亡相关蛋白的水平。逆转录PCR测定RAB31的表达。基因表达谱交互分析显示，Rai14在胃癌中显著上调，RAI14表达水平升高与预后较差相关。还观察到，通过siRNA-RAI14转染敲低RAI14抑制了MKN45和AGS细胞的生长能力。此外，Rai14敲低抑制了MKN45和AGS细胞在体外迁移和侵袭。此外，Rai14敲低被发现通过下调Bcl-2和上调Bax在MKN45和AGS细胞中加速细胞凋亡。此外，下调Rai14抑制了Akt通路的激活，IGF-1激活Akt可以恢复由Rai14敲低引起的增殖减少。此外，通过GEPIA逆转录PCR和蛋白质印迹测定发现，Rai14与胃癌中的RAB31呈正相关，而RAB31的过表达可以恢复由Rai14敲低引起的增殖减少。因此，Rai14敲低通过下调Akt通路抑制了胃癌细胞的增殖、迁移和侵袭，并促进了凋亡，RAB31可能是RAI14的下游靶基因，为RAI14的分子机制提供了新的见解，并为胃癌的治疗提供了潜在的靶点[5]。

Rai14与乳腺癌的发生发展有关。三阴性乳腺癌（TNBC）是一种异质性的恶性肿瘤，与预后不良、侵袭性恶性行为和治疗选择有限相关。在泛素-蛋白酶系统（UPS）中，去泛素化酶（DUBs）是多种肿瘤的潜在治疗靶点。在这项研究中，通过进行无偏见的siRNA筛选，鉴定出DUB家族中的JAMM金属蛋白酶STAMBP是人类TNBC肿瘤生长的驱动因子。功能上，STAMBP的敲低抑制了多种TNBC细胞系的增殖、迁移和侵袭。免疫沉淀-质谱结合功能形态分析证实了STAMBP与肌动蛋白结合蛋白Rai14之间的相互作用。机制上，STAMBP通过抑制RAI14的K48连接泛素化来稳定Rai14蛋白，从而防止其蛋白酶体降解。因此，敲低STAMBP导致Rai14蛋白水平降低，并在体外和体内抑制肿瘤生长。重要的是，STAMBP水平升高与TNBC患者的不良预后相关。因此，揭示了以前未被认识的DUB通路，该通路促进TNBC进展，并为TNBC的治疗提供了潜在的治疗干预依据[6]。

Rai14是胃癌的预后生物标志物，与免疫细胞浸润相关。通过挖掘Oncomine、TIMER、UALCAN和Kaplan Meier Plotter等数据库，分析了Rai14在胃癌中的表达和临床意义，以及其与免疫细胞浸润的关系。使用Oncomine和TIMER数据库分析了各种癌症类型中Rai14的表达。使用Kaplan-Meier Plotter和UALCAN数据库评估了Rai14对胃癌临床病理参数的影响。使用TIMER研究了Rai14表达与免疫细胞浸润之间的关系。TIMER还用于分析Rai14表达与肿瘤浸润免疫细胞标记基因水平之间的相关性。胃癌中RAI14表达升高与较差的总生存期（OS；危险比[HR] = 1.82，95%置信区间[CI] = 1.53-2.15，P < 0.001）和较差的无进展生存期（PFS；HR = 2.16，95% CI = 1.77-2.65，P < 0.001）显著相关。此外，RAI14表达升高与2-4期胃癌患者的预后较差显著相关，但与1期患者的OS和PFS无关（OS P = 0.17；PFS P = 0.09），与N0期PFS无关（PFS P = 0.238）。RAI14表达与胃癌中单核细胞、肿瘤相关巨噬细胞、巨噬细胞、中性粒细胞和Treg细胞的浸润水平呈正相关。此外，RAI14表达与免疫细胞中的各种标记基因密切相关。因此，Rai14在胃癌中高度表达，其表达水平与胃癌患者的预后相关。Rai14在招募和调节浸润免疫细胞中发挥着重要作用，因此有望成为胃癌最佳治疗的靶点[7]。

Rai14与牛奶脂肪合成有关。牛奶脂肪含量是评价牛奶质量的重要指标，直接决定牛奶的营养和风味。最近的研究表明，长链非编码RNA（lncRNA）在牛乳腺发育中发挥着重要作用，但关于lncRNA在牛奶脂肪合成中的作用的了解仍然有限，尤其是其潜在的分子过程。因此，这项研究的目的是探索lncRNA在牛奶脂肪合成中的调节机制。基于先前的lncRNA测序数据和生物信息学分析，发现Lnc-TRTMFS（与牛奶脂肪合成相关的转录本）在泌乳期与干奶期相比表达上调。在这项研究中，发现敲低Lnc-TRTMFS显著抑制了牛奶脂肪合成，导致脂滴数量减少和细胞甘油三酯水平降低，以及与脂肪生成相关的基因表达显著降低。相反，过表达Lnc-TRTMFS显著促进了牛乳腺上皮细胞（BMECs）中的牛奶脂肪合成。此外，Bibiserv2分析表明，Lnc-TRTMFS可以作为miR-132x的分子海绵，而miR-132x的潜在靶点是Rai14，这进一步通过双荧光素酶报告实验、定量逆转录PCR和蛋白质印迹得到证实。还发现miR-132x显著抑制了牛奶脂肪合成。最后，挽救实验表明，Lnc-TRTMFS可以减弱miR-132x对牛奶脂肪合成的抑制作用，并挽救Rai14的表达。因此，这些结果表明Lnc-TRTMFS通过miR-132x/RAI14/mTOR通路调节了BMECs中的牛奶脂肪合成[8]。

Rai14与银屑病的发生发展有关。银屑病尚不能完全治愈，其病因和发病机制尚不清楚。坏死性凋亡，也称为程序性坏死，是一种调节性的坏死细胞死亡方式。炎症性疾病与坏死性凋亡之间的相互作用最近引起了广泛关注。使用生物信息学方法研究了与银屑病相关的坏死性凋亡相关基因的分子机制，以确定银屑病的潜在生物标志物。从GSE13355和GSE14905数据集中筛选出银屑病差异表达基因，并取与坏死性凋亡相关基因的交集进行下一步分析。使用多种机器学习算法筛选关键基因并进行富集分析。此外，还进行了免疫浸润分析。通过R包“RcisTarget”预测转录因子。此外，还观察了关键基因在不同细胞类型中的细胞聚类情况。使用实时荧光定量PCR、蛋白质印迹和免疫组织化学分析临床样本中的基因表达。构建了小鼠咪喹莫特诱导的银屑病样皮炎模型进行进一步验证。筛选出七个关键基因，分别为AIM2、CARD6、HPSE、MYD88、PYCARD、RAI14和TNFSF10。富集分析显示，关键基因主要参与炎症通路。免疫浸润分析显示，疾病组样本中的CD8 T细胞、CD4初始T细胞和CD4记忆激活T细胞水平显著高于正常患者样本。单细胞分析显示，PYCARD在角质细胞中显著表达。PYCARD被选为基因表达分析，结果显示，其表达在银屑病患者皮肤病变组织中显著升高。此外，还通过动物实验验证了PYCARD可能在银屑病皮肤病变的发生发展中发挥重要作用。因此，PYCARD在银屑病的发生发展中发挥着重要作用，是银屑病的潜在生物标志物[9]。

Rai14与炎症应激和化学缺氧条件下胶质炎症有关。Retinoic Acid Induced 14是一种由视黄酸诱导的发育调节基因，与NIK/NF-κB信号通路密切相关。在这项研究中，研究了Rai14对炎症因子和化学缺血应激下mTOR介导的胶质炎症的影响。使用LPS和TNF-α诱导的U87细胞模型研究了Rai14在胶质炎症中的作用。U87细胞被转染siR-RAI14或雷帕霉素来检测mTOR、Rai14和NF-κB之间的相关性。使用CoCl2刺激的U87细胞来分析Rai14在化学缺氧条件下对mTOR介导的NF-κB炎症信号通路的影响。LPS和TNF-α刺激以剂量和时间依赖性方式导致Rai14 mRNA和蛋白水平的上调。Rai14敲低显著降低了促炎细胞因子的水平，这是通过抑制IKK/NF-κB通路实现的。使用mTOR抑制剂（雷帕霉素）治疗改善了NF-κB活性和IKKα/β磷酸化，这是通过Rai14信号通路实现的。值得注意的是，Rai14还增强了化学缺氧条件下mTOR介导的NF-κB激活。这些发现为Rai14在mTOR介导的胶质炎症中的作用提供了重要见解，这与感染和缺血应激密切相关。因此，Rai14可能是治疗炎症性疾病的潜在药物靶点[10]。

综上所述，Rai14是一种重要的蛋白质，在多种生物学过程中发挥重要作用。Rai14在羽毛着色、神经元树突棘动力学、精子的发生和成熟、细胞生长、侵袭和凋亡等方面发挥着重要作用。Rai14在多种疾病中发挥重要作用，包括羽毛着色、神经精神疾病、精子的发生和成熟、胃癌、乳腺癌、银屑病和胶质炎症等。Rai14的研究有助于深入理解Rai14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。