Cib1-KO 基因敲除小鼠

CIB1，也称为钙和整合素结合蛋白1，是一种小型的普遍表达的蛋白质。CIB1最初被确定为血小板特异性α整合素细胞质尾部的细胞内结合伴侣。早期研究揭示了CIB1在调节血小板整合素活性中的作用。然而，最近的研究表明，CIB1在多种不同的细胞类型和过程中具有更广泛的作用，包括钙信号传导、迁移、粘附、增殖和生存[2]。越来越多的证据也表明，CIB1在癌症和心血管疾病中具有新的作用。此外，已经鉴定出一系列的CIB1结合伴侣，这为我们了解CIB1如何调节这些过程提供了重要的见解。这些结合伴侣包括丝氨酸/苏氨酸激酶，如p21激活激酶1（PAK1）、凋亡信号调节激酶1（ASK1）和 Polo样激酶3（PLK3）。结构和突变研究表明，CIB1通过一个定义良好的疏水裂隙与大多数或所有其伴侣结合。尽管CIB1本身缺乏已知的酶活性，但它通过直接调节这些途径中的酶来支持PI3K/AKT和MEK/ERK致癌信号通路[2]。

CIB1在皮肤细胞中的作用也得到了研究。表皮疣状痣（EV）是一种遗传性皮肤病，其特征是角质形成细胞无法控制皮肤β-HPV感染，并且非黑色素瘤皮肤癌（NMSC）的风险很高。TMC6、TMC8和CIB1的双等位基因功能丧失变异会使人易患EV。这些蛋白质与β-HPV感染之间的相关性尚不清楚。阐明这一点将有助于深入了解人类角质形成细胞中HPV的控制和NMSC的发展。研究人员通过CRISPR/Cas9介导的CIB1缺失生成了一个细胞培养模型，以研究CIB1在角质形成细胞中的功能。他们观察到CIB1缺失导致基因表达的小变化，这与EV患者明确的表型一致。这表明人类CIB1在角质形成细胞中的功能有限，涉及限制β-HPV[1]。CIB1还与EVER1和EVER2蛋白相互作用，形成一个复合物，参与角质形成细胞内在的免疫反应，以应对人类β-乳头瘤病毒（β-HPVs）[3][7]。此外，CIB1的缺失会影响抗体基因的多样性，尽管AID/CIB1相互作用对于抗体基因的多样性并不是必需的[5]。

CIB1在心脏中的作用也得到了研究。心房颤动（AF）是一种高度普遍的情况，会导致或加剧心力衰竭，是中风的重要危险因素，并且与明显的发病率和死亡率相关。已知在心房中特异性表达的基因对于维持心房结构和功能至关重要。心房组织重塑有助于心律失常的复发和维持。然而，心房重塑背后的机制仍然知之甚少。研究人员使用RNA测序分析来识别心房肌特异性基因和血管紧张素II反应性基因。他们还生成了心脏特异性基因敲除和过表达的小鼠模型，以确定CIB2（钙和整合素结合家族成员2蛋白）在心房中的功能和作用。他们发现，CIB2是一种心房富集的蛋白质，在AF患者和血管紧张素II输注或压力过载的小鼠模型中，其表达显著下调。CIB2过表达可以减轻AF的发生和由血管紧张素II引起的纤维化，而CIB2的缺失则增强了AF的发生和持续时间，并伴随着纤维化的显著增加。机制上，他们揭示了CIB2通过与CIB1竞争并抑制钙调神经磷酸酶的激活，从而消除了由压力引起的结构重塑和AF[6]。

CIB1在神经系统中的作用也得到了研究。钙和整合素结合蛋白1（CIB1）是一种钙结合蛋白，最初被确定为血小板整合素αIIb的配体。尽管已经证明CIB1与多种蛋白质相互作用，但它在脑中的生物学功能仍然不清楚。研究人员使用MPTP诱导的帕金森病小鼠模型，表明CIB1负性调节多巴胺能神经元的变性。CIB1基因的遗传缺陷增强了CIB1-/-小鼠中MPTP诱导的多巴胺能神经毒性。此外，RNAi介导的CIB1在初级多巴胺能神经元中的消耗增强了MPP+诱导的神经元死亡。CIB1与凋亡信号调节激酶1（ASK1）物理相关，并通过抑制MPP+诱导的ASK1介导的信号级联来阻止MPP+/MPP+诱导的神经毒性。这些发现表明，CIB1通过阻断ASK1介导的信号传导来保护MPTP/MPP+诱导的神经毒性[4]。

CIB1在癌症中的作用也得到了研究。三阴性乳腺癌（TNBC）是一种侵袭性的乳腺癌亚型，通常预后较差，且没有可用的靶向疗法，这突出了确定和表征新型治疗靶点的关键未满足需求。研究人员之前已经证明，CIB1对于通过调节RAF-MEK-ERK和PI3K-AKT两种致癌信号通路来维持癌细胞生存和增殖是必要的。由于这些途径在TNBC中经常上调，他们假设CIB1可能在TNBC细胞生存和肿瘤生长中发挥更广泛的作用。他们使用了可诱导的RNAi消耗CIB1、免疫印迹、集落形成试验、流式细胞术、RNA测序、生物信息学分析和Kaplan-Meier生存分析等方法。CIB1消耗导致在测试的11个TNBC细胞系中的8个细胞死亡显著增加。与PI3K-AKT和RAF-MEK-ERK信号传导相关的成分分析表明，升高的AKT激活状态和低PTEN表达是CIB1消耗敏感性的关键预测因素。此外，CIB1敲低导致MDA-MB-468异种移植肿瘤在体内显著缩小。RNA序列分析还显示，CIB1在TNBC细胞中的消耗激活了与增殖减少和细胞死亡增加相关的基因程序。CIB1表达水平本身并不预测TNBC对CIB1消耗的敏感性，CIB1 mRNA表达水平也与TNBC患者的生存率无关。他们的数据与新兴的非致癌基因成瘾概念一致，即大量TNBCs依赖于CIB1来维持细胞生存和肿瘤生长，而与CIB1表达水平无关。他们的数据将CIB1确立为TNBC的新型治疗靶点[8]。

综上所述，CIB1是一种多功能蛋白质，在多种细胞类型和过程中发挥重要作用，包括钙信号传导、迁移、粘附、增殖、生存、癌症、心血管疾病和神经系统疾病。CIB1与多种蛋白质相互作用，包括PAK1、ASK1、PLK3、EVER1、EVER2、AID、PTEN和钙调神经磷酸酶。CIB1的研究有助于我们深入了解其在人类健康和疾病中的作用，并为开发新型治疗策略提供新的思路。