Nme5-KO 基因敲除小鼠

NME5，即非转移性细胞5，是NME基因家族成员之一。NME基因家族属于核苷二磷酸激酶（NDPK）家族，最早因其成员Nm23-H1/Nme1被发现为第一个转移抑制因子而得名。NME蛋白家族成员均含有核苷二磷酸激酶结构域（NDK），但根据NDK结构域的多少和是否存在其他结构域，可将其分为两个组别。第一组（Nme1-Nme4）具有单一类型的NDK结构域，而第二组（Nme5-Nme9）具有单一或多个NDK结构域，可能与或不与其他结构域相关联。研究表明，与第一组不同，第二组的成员均未显示可测量的NDPK活性，尽管其中一些可以自磷酸化。多聚体形式对于NDPK活性是必需的，而第一组蛋白已知可以多聚化，但目前尚无关于第二组蛋白多聚化的数据。第二组祖先型蛋白已在三个真核生物超群的多种物种中被证明是保守的。在早期分支的真核生物谱系，红藻Chondrus crispus中，Nme蛋白被分析发现，与人类同源物不同，祖先型蛋白是具有高度亲和力的多聚体NDPK，对各种类型的DNA具有广泛分布的定位。其过表达抑制了细胞增殖和软琼脂中的无锚定生长，但未能调节细胞凋亡。因此，祖先基因在真核生物进化过程中可能发生了变化，可能与蛋白质功能相关[1]。

在人类NME5基因的转录调控方面，研究发现Sp1转录因子可以激活NME5启动子活性。通过对人类NME5基因的5'-侧翼区域进行分析，发现其转录起始位点（TSS）位于翻译起始密码子ATG的-35 bp处。使用5'单向删除分析，证明NME5的近端启动子位于-1051 bp至+35 bp范围内。在启动子区域发现了两个功能性GC盒（-300 bp和-323 bp）。突变任何一个GC盒都会显著降低NME5启动子活性，而Sp1的过表达则可以激活MIA PaCa-2和293T细胞中的NME5启动子活性。此外，与MIA PaCa-2相比，Sp1在具有固有的吉西他滨抗性的PAXC002细胞中高度表达，其中NME5也被报道高度表达，表明Sp1在PAXC002细胞中诱导NME5表达[2]。

NME5基因与人类疾病的关系也得到了研究。原发性纤毛运动不良（PCD）是一种遗传性疾病，其特征在于运动纤毛的缺陷。NME5基因编码的蛋白与纤毛功能相关，最近被报道与PCD有关。研究人员已从携带NME5基因缺失（c.415delA（p.Ile139Tyrfs*8））的PCD患者中建立了两个人类诱导多能干细胞克隆。此外，在患有PCD的阿拉斯加玛拉穆特犬中，NME5基因中发现了与疾病相关的移码变异（c.43delA），该变异编码的蛋白质与纤毛功能相关。免疫组化显示，在受影响的犬的鼻腔上皮中缺失了NME5蛋白。因此，NME5:c.43delA变异被认为是阿拉斯加玛拉穆特犬PCD的最可能的候选致病变异。这些发现为未来避免无意中繁殖受影响的犬提供了遗传测试，并确定NME5为人类PCD和/或脑积水病例的新候选基因[3][4][5]。

NME5基因还与胰腺癌的固有吉西他滨抗性有关。研究发现，NME5在固有吉西他滨抗性的人胰腺癌细胞样本及其衍生细胞系PAXC002中高度表达。下调NME5可以显著逆转PAXC002细胞对吉西他滨的抗性，而NME5的过表达则可以诱导胰腺癌细胞系BxPC-3对吉西他滨的抗性。NME5减弱了吉西他滨诱导的凋亡和细胞周期阻滞，这可能是其对吉西他滨敏感性减弱的原因。此外，NME5被证明以核因子κB（NF-κB）依赖性方式发挥作用。NME5可以直接结合NF-κB，并可能调节其在PAXC002细胞中的表达水平。这些结果表明，NME5是缓解胰腺癌细胞对吉西他滨固有抗性的有希望的靶点[6]。

此外，NME5基因家族在乳腺癌中的作用也得到了研究。研究发现，NME1和NME2的mRNA表达在乳腺癌中显著升高，并且高水平表达与不良总生存期相关。而NME3、NME5和NME7的mRNA表达升高则表明较长的生存期。NME基因家族的扩增或深度缺失在所有乳腺癌标本中约占41%。NME1和NME2基因显示出与人类NME基因在乳腺癌中遗传相关性的最高相关性。NME基因上调的通路包括：R-HAS-380270：招募有丝分裂中心体和复合物；GO:0006228：UTP生物合成过程；R-HAS-380259：有丝分裂中心体上NlP的丢失；hsa03410：碱基切除修复；CORUM:3714：Pericenrin-GCP复合物，这些通路受到NME基因变化的影响。这些发现表明，NME1和NME2的升高表达可以作为乳腺癌患者不良预后的生物标志物和预测工具。此外，NME3、NME5和NME7可能发挥肿瘤抑制基因的作用，这需要通过进一步的实验进行验证[7][8]。

综上所述，NME5基因是一种重要的NDPK家族成员，与多种生物学过程和疾病发生相关。NME5基因的表达和功能调控在胰腺癌的吉西他滨抗性中发挥重要作用，并且与PCD等遗传性疾病的发生密切相关。NME5基因的研究有助于深入理解NDPK家族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。