Mex3a-KO 基因敲除小鼠

Mex3a是一种RNA结合蛋白，属于MEX3蛋白家族。MEX3蛋白家族在人类中包含四个成员（MEX3A-D），其特征是具有两个HNRNPK同源（KH）结构域，这些结构域介导RNA结合，以及一个C端真正有趣的新基因（RING）结构域，该结构域具有E3连接酶功能。MEX3蛋白被报道可以调节RNA的命运和蛋白质泛素化。MEX3同源基因表现出一种癌胚表达模式，它们在出生后严重下调，而在各种恶性肿瘤中观察到重新表达。在多种癌症中强制表达MEX3蛋白与不良预后相关，这突出了它们的致癌潜力。这与MEX3A对肿瘤细胞增殖、自我更新和迁移的影响以及在异种移植研究中的肿瘤生长相一致。

Mex3a在多种癌症中发挥重要作用。例如，在结直肠癌中，Mex3a标记了化疗后耐受药物的持续存在结直肠癌细胞，这些细胞在化疗后介导了疾病的复发。Mex3a+细胞对化疗具有抗性，并且在化疗后可以再生器官培养物。在结直肠癌小鼠模型中，Mex3a+细胞对转移性生长的贡献很小；然而，在化疗后，Mex3a+细胞产生了大量的细胞克隆，从而再生疾病。谱系追踪分析表明，持续存在的Mex3a+细胞在化疗后立即下调WNT/干细胞基因程序，并采用一种类似于YAP+胎儿肠道祖细胞的短暂状态。相比之下，Mex3a缺乏的细胞分化为杯状细胞样表型，并且无法抵抗化疗。这些发现揭示了癌症干细胞对次优微环境的适应可以保护它们免受化疗的影响，并确定了一个治疗后结直肠癌复发的候选细胞起源[1]。

在肺腺癌中，Mex3a通过与LAMA2相互作用来促进肺腺癌的转移。Mex3a敲低显著抑制了肺腺癌细胞迁移和侵袭以及在裸鼠中的转移。转录组测序表明Mex3a影响了与细胞外基质受体相互作用相关的基因表达，包括层粘连蛋白亚基α2（LAMA2）。RNA免疫沉淀（RIP）检测显示Mex3a直接结合到LAMA2 mRNA上，并且Mex3a增加了LAMA2 mRNA在LUAD细胞中的不稳定性。此外，LAMA2在LUAD中惊人地下调，并且抑制了LUAD的转移。LAMA2敲低部分逆转了Mex3a敲低引起的细胞迁移和侵袭的减少。此外，还发现Mex3a和LAMA2都可以影响PI3K-AKT途径，这是ECM受体途径的下游效应因子。此外，由于Mex3a耗竭而导致的PI3K-AKT途径激活的降低，可以通过LAMA2敲低来挽救。总的来说，研究表明Mex3a下调LAMA2表达以在LUAD中发挥促转移作用。这项研究揭示了Mex3a在LUAD中的预后和促转移作用，表明Mex3a可以作为LUAD的预后生物标志物和治疗转移的目标[2]。

Mex3a在结直肠癌中通过RAP1/MAPK信号通路促进致癌作用，并被hsa-miR-6887-3p抑制。在结直肠癌组织和正常组织中，Mex3a是结直肠癌患者总生存期（OS）的一个重要预后因素。Mex3a敲低显著抑制了结直肠癌细胞的迁移、侵袭和增殖。转录组分析和机制验证表明Mex3a调节RAP1鸟嘌呤核苷酸交换因子激活蛋白（RAP1GAP）/MEK/ERK/HIF-1α途径。此外，Co-IP实验确定了RAP1GAP与Mex3a之间的相互作用。生物信息学和双荧光素酶报告实验表明，hsa-miR-6887-3p可以结合到Mex3a mRNA的3'-非翻译区（3'-UTR）。hsa-miR-6887-3p下调Mex3a表达，并在体外和体内抑制结直肠癌的发生。这项研究表明hsa-miR-6887-3p/Mex3a/RAP1GAP信号轴是结直肠癌的一个关键调节因子，Mex3a有潜力成为结直肠癌的新诊断标志物和治疗靶点[3]。

Mex3a在神经发生过程中是神经母细胞增殖的关键调节因子。Mex3A是一种RNA结合蛋白，也可以作为E3泛素连接酶来控制基因表达。在成年肠道干细胞中，MEX3A对于细胞自我更新是必需的，当过表达时，MEX3A可以促进不同类型癌细胞的支持增殖。在完全不同的背景下，发现在胚胎和成年鱼脑的神经发生生态位中表达的基因中存在Mex3a，值得注意的是，在脑老化过程中，其表达下调。Mex3a在两栖动物和哺乳动物胚胎发育中的神经发生中的作用尚不清楚。研究表明，Mex3a在两栖动物和哺乳动物胚胎的发育大脑的增殖区域表达。使用基因功能和失活的方法表明，在两栖动物胚胎中，Mex3a对于神经母细胞的增殖是必需的，其耗竭减少了神经母细胞池，导致小头症。在发育中的神经板中特异性过表达Mex3a增强了sox2和msi-1的表达，使神经母细胞保持增殖状态。现在已经清楚，Mex3a的干细胞特性，已经在成年肠道干细胞和癌细胞中显示，也是Mex3a在发育大脑中的关键特征，为更好地理解其在脑老化和脑癌发展中的作用开辟了新的研究方向[4]。

Mex3a通过调节肠道隐窝细胞中的Lgr5表达，与核心生物钟基因BMAL1协同调节Lgr5表达。肠道上皮具有高度再生能力。快速增殖的LGR5+隐窝基柱状（CBC）细胞负责维持肠道稳态所需的细胞更新。在组织损伤时，LGR5+ CBC的丢失可以通过激活静止+4肠道干细胞（ISC）或早期祖细胞来补偿，以恢复肠道再生。LGR5+ CBC的自我更新和ISC转化为LGR5+细胞由ISC生态位的外部信号调节。相反，关于维持LGR5+ CBC稳态的关键内在调节机制知之甚少。研究发现，肠道隐窝细胞中LGR5的表达由核心生物钟基因BMAL1和BMAL1调节的RNA结合蛋白MEX3A控制。BMAL1直接激活Mex3a的转录。MEX3A反过来结合并稳定Lgr5 mRNA。Bmal1耗竭减少了Mex3a和Lgr5的表达，导致铁死亡增加，从而减少了LGR5+ CBC的数量，并增加了表达+4 ISC标记BMI1的隐窝细胞数量。这些发现揭示了以BMAL1为中心的内在调节途径，该途径维持隐窝细胞中的LGR5表达，并提出了一个潜在机制，该机制可能有助于ISC稳态[5]。

Mex3a是维持癌干细胞自我更新和分化的关键调节因子。RNA结合蛋白MEX3A是肠干细胞（ISC）的一个特定标记基因，在结直肠癌（CRC）中异位上调，其水平与患者生存预后呈负相关。MEX3A作为癌蛋白发挥作用，使癌细胞保持未分化状态和增殖状态，并增强其对DNA损伤的放射性抗性。机制上，细胞增殖的限速因子E2F3诱导MEX3A，MEX3A反过来通过直接抑制其促分化转录因子KLF4的表达来激活WNT途径。使用siRNA敲低MEX3A或添加KLF4激动剂可以显著抑制肿瘤生长，这增加了癌细胞的分化状态，并抑制了它们的增殖。这确定了E2F3-MEX3A-KLF4轴作为维持癌干细胞自我更新和分化的关键协调因子，代表了癌症分化治疗的一个有潜力的新药物靶点[6]。

Mex3a通过调节TIMELESS的内含子保留来促进卵巢癌的恶性进展。使用生物信息学分析筛选和鉴定卵巢癌中的关键RNA结合蛋白（RBPs），发现Mex-3 RNA结合家族成员A（MEX3A）与卵巢癌的临床预后密切相关。然而，对其在卵巢癌中的生物学作用知之甚少。在这种情况下，观察到MEX3A在新鲜冷冻的卵巢癌组织中高度过表达。Mex3a敲低抑制了卵巢癌细胞的发展和侵袭，而Mex3a过表达则促进了卵巢癌细胞的增殖和侵袭。机制上，TIMELESS是MEX3A的关键下游靶基因，正如基于RNA测序的替代剪接事件分析所证明的。Mex3a敲低导致TIMELESS mRNA的第23个内含子保留，并由于无义介导的RNA降解（NMD）的刺激而减少了TIMELESS mRNA。此外，还发现TIMELESS过表达与Mex3a敲低部分恢复了卵巢癌细胞的增殖能力。这项研究的结果表明MEX3A/TIMELESS信号通路是卵巢癌的一个关键调节因子，MEX3A是卵巢癌患者的一个新的潜在治疗靶点[7]。

Mex3a通过靶向CREB1来诱导甲状腺癌的发展。甲状腺癌是一种常见的内分泌癌，其全球发病率一直在稳步上升。MEX3A是一种蛋白质，已知在包括甲状腺癌在内的各种人类恶性肿瘤中高度表达，并且与患者预后相关。然而，MEX3A在甲状腺癌中的致癌能力的分子机制尚未完全阐明。本研究旨在研究MEX3A在甲状腺癌中的作用。证实了MEX3A在甲状腺癌组织和细胞系中过表达。此外，发现MEX3A高水平与AJCC阶段呈正相关。为了进一步了解MEX3A在甲状腺癌中的功能意义，在B-CPAP和TPC-1细胞中耗尽了MEX3A的表达。有趣的是，观察到甲状腺癌细胞增殖和迁移显著减少，以及MEX3A耗竭后细胞凋亡的改善和肿瘤生长的阻滞。这些发现强烈表明MEX3A在甲状腺癌的发展中起着关键作用。此外，本研究揭示了MEX3A与CREB1（cAMP反应元件结合蛋白1）之间的重要相互作用。MEX3A与CREB1之间的相互作用似乎通过直接靶向CREB1来促进MEX3A在甲状腺癌中的肿瘤促进作用。观察到CREB1沉默可以缓解MEX3A在甲状腺癌细胞中促进的恶性表型。这项研究强调了MEX3A-CREB1相互作用在甲状腺癌发展中的重要性，并表明了针对MEX3A治疗该疾病的潜在治疗价值[8]。

Mex3a是一种双功能蛋白，具有致癌潜力。MEX3A属于MEX3（肌肉过表达）蛋白家族，由四个成员（MEX3A-D）组成，在人类中。MEX3蛋白的特征在于它们的结构域结构，具有2个HNRNPK同源（KH）结构域介导RNA结合，以及一个C端真正有趣的新基因（RING）结构域，该结构域具有E3连接酶功能。MEX3蛋白被报道可以调节RNA的命运和蛋白质泛素化。MEX3同源基因表现出一种癌胚表达模式，它们在出生后严重下调，而在各种恶性肿瘤中观察到重新表达。在多种癌症中强制表达MEX3蛋白与不良预后相关，这突出了它们的致癌潜力。这与MEX3A对肿瘤细胞增殖、自我更新和迁移的影响以及在异种移植研究中的肿瘤生长相一致[9]。

Mex3a在体内决定肝细胞癌的进展，并以Hippo依赖性方式诱导对索拉非尼的耐药性。肝细胞癌（HCC）是最常见的恶性肿瘤，也是最具致死性的恶性肿瘤之一。RNA结合蛋白MEX3A与肿瘤发生和进展密切相关。但其在HCC中的作用和潜在机制尚未完全明确。使用来自癌症基因组图谱（TCGA）数据集的数据分析了MEX3A在HCC中的表达，并通过HCC样本和细胞系进一步证实。在体外和体内检测了MEX3A在HCC细胞增殖、迁移和对索拉非尼耐药性中的作用。此外，还研究了潜在机制。在这项研究中，MEX3A在HCC组织和细胞系中的表达上调。Mex3a的敲低或过表达通过调节Hippo信号通路的激活，干扰了HCC细胞的增殖、迁移和凋亡。MEX3A的表达与索拉非尼的敏感性呈负相关，并且在索拉非尼耐药的HCC细胞中上调。Mex3a敲低促进了WWC1的表达，WWC1是Hippo信号通路的一个负调节因子，并导致LATS1和YAP1的磷酸化增加。LATS1的药理学抑制或WWC1过表达缓解了增殖和迁移的抑制，并增加了索拉非尼的敏感性，而使用遗传干扰策略抑制WWC1则表现出与Mex3a敲低HCC细胞相反的趋势。重要的是，Mex3a敲低导致通过皮下或尾静脉注射建立的异种移植模型中的生长和肺转移抑制。此外，Mex3a敲低和WWC1过表达的组合显着增强了索拉非尼在体内的生长抑制作用。MEX3A可能通过Hippo信号通路的失活促进HCC的进展并阻碍索拉非尼的敏感性。这项研究表明，针对MEX3A可以作为HCC的一种新的治疗策略[10]。

综上所述，Mex3a是一种具有双功能的RNA结合蛋白，在多种癌症中发挥重要作用，包括结直肠癌、肺腺癌、卵巢癌和甲状腺癌。Mex3a通过多种信号通路调节癌细胞的增殖、迁移、侵袭和对化疗的耐药性。此外，Mex3a还与干细胞的多能性维持和神经发生过程中的神经母细胞增殖相关。因此，Mex3a是癌症治疗和预防的重要靶点，对其研究有助于深入理解RNA结合蛋白在肿瘤发生和发展中的作用，并为癌症的诊断和治疗提供新的思路和策略。