C1ql1-KO 基因敲除小鼠

C1ql1，也称为C1q-like 1，是一种在脑和脂肪组织中高度表达的分泌蛋白，属于C1q/肿瘤坏死因子相关蛋白（C1q/TNF-related protein，CTRP）家族成员。C1ql1在多种生物学过程中发挥重要作用，包括听觉系统、动脉粥样硬化、卵巢卵泡储备、血管生成、甲状腺癌、神经胶质瘤和肾细胞癌等。

在听觉系统中，C1ql1在成年小鼠耳蜗的外毛细胞中呈音域梯度表达，与最敏感频率区域相对应。C1ql1在外毛细胞的发育过程中表现出青春期开始的发育时间，并且在传入神经元突触中发挥作用。研究发现，C1ql1条件性敲除小鼠的耳蜗可能具有降低的外毛细胞传入突触维持能力，但听觉行为和生理实验并未发现明显的表型[1]。

在动脉粥样硬化方面，研究发现C1QL1/CTRP14在载脂蛋白E缺陷小鼠中表达，对动脉粥样硬化斑块的形成没有显著影响。RNA测序分析显示，与主动脉动脉粥样硬化病变相关的mRNA谱中，只有111个差异表达基因（DEGs）富集在26个信号通路中。这些发现表明，C1QL1在载脂蛋白E缺陷小鼠的动脉粥样硬化形成中是多余的[2]。

在卵巢卵泡储备方面，研究发现C1ql1在小鼠卵巢中保守，并且在卵泡发生过程中表现出高转录水平。C1ql1的阻断导致卵泡发生受损，并伴有体重、脂肪质量和卵巢内脂质积累的减少。C1QL1缺乏小鼠的循环雌二醇水平升高，下丘脑KISS1和GnRH表达降低，血清FSH水平下降。C1QL1缺乏的卵巢中，许多原始卵泡被募集并发育成中等大小的卵泡，但在大卵泡阶段发生闭锁，导致卵泡储备耗竭。C1QL1缺乏减轻了C1QL1对颗粒细胞凋亡的抑制作用和对颗粒细胞自噬的促进作用，导致前窦和早期窦卵泡积累和闭锁卵泡增加。内分泌激素的异常表型加速了C1QL1缺乏的卵巢内效应，并进一步导致卵巢储备耗竭[3]。

在血管生成方面，研究发现C1ql1/Ctrp14和C1ql4/Ctrp11蛋白的球形结构域可直接刺激内皮细胞的血管生成。在研究中，可溶性C1ql1/CTRP14和C1ql4/CTRP11蛋白与人脐静脉内皮细胞（HUVECs）共培养，HUVECs的表型使用von Willebrand因子抗体进行鉴定。C1ql1/Ctrp14和C1ql4/Ctrp11以剂量依赖性方式促进HUVECs的迁移和毛细血管管形成。在这一过程中，C1ql1/Ctrp14和C1ql4/Ctrp11激活c-Raf、MEK1/2、ERK1/2和p90RSK的磷酸化。MEK1/2抑制剂U0126阻断了C1ql1/Ctrp14和C1ql4/Ctrp11诱导的毛细血管管形成和细胞迁移。此外，在HUVECs中检测到C1QL1-C1QL4受体脑特异性血管生成抑制剂3（BAI3）的免疫反应性，表明BAI3可能介导C1QL1/CTRP14和C1QL4/CTRP11诱导的血管生成。同时，C1ql1/Ctrp14和C1ql4/Ctrp11的暴露还导致鸡卵黄囊膜的血管生成刺激反应。这些数据表明，C1ql1/Ctrp14和C1ql4/Ctrp11通过激活ERK1/2信号通路刺激新生血管的形成。C1ql1/Ctrp14和C1ql4/Ctrp11的促血管生成活性为通过靶向C1QLs在肿瘤发生、组织再生和缺血性心脏病恢复中提供新的治疗干预机会提供了新的见解[4]。

在甲状腺癌方面，研究发现C1QL1、LCN2和CRABP1是分化型甲状腺癌（DTC）的标志物，并预测甲状腺外扩展。研究通过RNA测序技术研究了4例不同程度囊膜侵犯的滤泡性甲状腺癌（FTC），包括2例轻度侵犯（mFTC）和2例广泛侵犯的FTC（wFTC）。研究通过寻找mFTC和wFTC之间差异表达的基因，试图找到甲状腺癌诊断和/或进展的标志物。通过实时定量PCR在137个冷冻甲状腺样本和一个独立数据集（TCGA）中验证了所选标志物，评估了候选标志物的诊断和预后性能。研究发现，mFTC和wFTC之间有17个基因显著差异表达。C1QL1、LCN2、CRABP1和CILP在DTC中与正常甲状腺组织相比差异表达。LCN2和CRABP1在DTC中与滤泡性甲状腺腺瘤相比也差异表达。此外，LCN2和C1QL1的过表达被发现在DTC中是甲状腺外扩展的独立预测因子。研究得出结论，CRABP1的低表达和LCN2的过表达可能是有疑问恶性的甲状腺肿瘤的有用诊断标志物，LCN2和C1QL1的过表达可能对预后有用[5]。

在神经胶质瘤方面，研究发现C1QL1是新的胶质瘤促进因子。研究建立了两个高渗透性的hNSC衍生的恶性胶质瘤模型，这些模型在组织病理学和转录异质性方面与人类GBM相似。通过整合全外显子测序、全细胞和单细胞RNA-seq的时间序列分析，研究重建了胶质瘤发生轨迹，并发现了一个持续存在的NSC样群体，该群体在肿瘤发生的所有阶段都存在。通过轨迹分析和系谱追踪，研究显示肿瘤进展主要是由NSC样细胞的多步转录重编程和命运切换驱动的，这些细胞依次产生恶性异质性并诱导肿瘤表型转变。研究进一步揭示了阶段特异性致癌级联，并在候选基因中功能验证了C1QL1作为新的胶质瘤促进因子。重要的是，NSC样细胞中的神经发生到神经胶质发生转换标志着早期阶段，该阶段以致癌性改变的爆发为特征，在此阶段，短暂的AP-1抑制足以抑制胶质瘤发生。研究的结果揭示了之前未被充分描述的分子动力学和命运选择，这些选择驱动了从hNSCs到恶性胶质瘤的从头胶质瘤发生，并为GBM的早期治疗/诊断提供了蓝图[6]。

在肾细胞癌方面，研究发现C1QL1在ccRCC中下调，与不良预后相关。研究通过分析来自TISCH、TCGA和GEO的肾透明细胞癌数据集，重点关注了8个与Treg细胞相关的预后基因，以研究ccRCC患者中的亚型。研究评估了Treg亚型与患者预后、肿瘤微环境和代谢的关系。使用Cox回归和主成分分析，研究为每个患者制定了Treg评分，并通过体内和体外研究探索了Treg模型中关键基因C1QL1的分子作用。研究发现，8个与Treg细胞相关的预后基因被鉴定出来，将ccRCC患者分为簇A和簇B。簇A患者的预后较差，具有独特的临床和分子特征，可能从免疫治疗中获益更多。低Treg评分与较差的预后和临床进展相关。低评分还表明患者可能对免疫治疗和靶向治疗有更好的反应。在ccRCC中，C1QL1敲低通过NF-kb-EMT途径减少了肿瘤增殖和侵袭，并减少了Treg细胞的浸润，增强了免疫效果。基于Treg细胞标记基因的ccRCC的分子亚型和Treg评分在个性化ccRCC治疗中至关重要，并突出了C1QL1作为肿瘤生物标志物和免疫治疗靶点的潜力[7]。

在代谢方面，研究发现CTRP14/C1QL1在周围组织中表达，受禁食-再喂食和高脂饮食的动态调节。在常规饮食的基本状态下，Ctrp14敲除小鼠的葡萄糖耐量略有降低，并影响性别的营养状态依赖性活动。在随意饮食状态下，Ctrp14敲除雄性小鼠的体力活动降低。相比之下，雌性KO小鼠在禁食和再喂食状态下活动增加。在肥胖饮食中，无论性别如何，CTRP14缺乏小鼠的体重增加相似，并且在身体组成、血脂水平和胰岛素敏感性方面与野生型同胞不可区分。然而，Ctrp14 KO雄性小鼠的自主活动减少。在食物剥夺后的再喂食期间，Ctrp14 KO雄性小鼠的食物摄入量也减少。餐食模式分析表明，从禁食到再喂食的卡路里摄入量减少部分是由于餐食量减小。研究得出结论，CTRP14对代谢稳态是多余的，但强调了Ctrp14缺失对禁食和再喂食反应的体力活动和摄入行为的影响，这些影响具有性别差异和上下文依赖性[8]。

在神经胶质细胞中，研究发现C1ql1是控制出生后发育过程中髓鞘形成性少突胶质细胞生成的少突胶质前体细胞（OPCs）的分子标记。研究发现，在大脑中发现的OPCs亚群由C1ql1基因的表达定义，该基因以前因其神经元突触功能而被描述。这种亚群在出生后的第一周开始在鼠皮层中出现。在鼠中消除C1ql1表达的OPCs导致许多脑区的少突胶质细胞和髓鞘生成严重缺乏。这种缺陷无法挽救，尽管一些OPCs逃避了Sox10驱动的消除，并在成年时部分补偿了OPCs的丧失。因此，C1ql1是控制髓鞘形成性少突胶质细胞生成的功能性非冗余OPCs亚群的分子标记[9]。

综上所述，C1ql1是一种在脑和脂肪组织中高度表达的分泌蛋白，属于CTRP家族成员。C1ql1在多种生物学过程中发挥重要作用，包括听觉系统、动脉粥样硬化、卵巢卵泡储备、血管生成、甲状腺癌、神经胶质瘤、肾细胞癌和神经胶质细胞等。C1ql1的研究有助于深入理解其在不同组织和疾病中的作用机制，为相关疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。