Tefm-KO 基因敲除小鼠

TEFM，也称为转录延伸因子M，是一种重要的线粒体转录延伸因子，负责增强线粒体RNA聚合酶（POLRMT）的过程性，从而调控线粒体基因的表达。TEFM在细胞能量代谢和线粒体功能中发挥着关键作用，其表达水平的改变与多种疾病的发生和发展密切相关。

TEFM的突变或表达异常与多种人类疾病有关，包括肝癌、肺癌、子宫癌、先天性肌无力综合征等。研究发现，TEFM在肝癌细胞系中的表达水平显著高于非癌性肝细胞系，TEFM蛋白和mRNA表达水平在肝癌组织中显著上调，与性别、血清AFP水平和血管侵犯密切相关。此外，TEFM的高表达水平与肝癌患者的预后不良有关，年龄、血管侵犯和TEFM表达是影响肝癌患者预后的独立因素。这表明TEFM可能参与了肝癌的进展，并可能作为预测肝癌患者预后的潜在指标[1]。

TEFM的突变也与儿童期发病的神经疾病有关。研究发现，TEFM的变异与线粒体呼吸链缺陷和广泛的临床表型相关，包括可治疗的神经肌肉传递缺陷的线粒体肌病。机制上，受影响个体的肌肉和原代成纤维细胞中远端启动子线粒体RNA转录本水平降低。此外，斑马鱼胚胎中TEFM的敲低导致神经肌肉接点异常和线粒体功能异常，加强了基因型-表型相关性。这表明TEFM调节线粒体转录延伸，其缺陷导致组织特异性的神经和神经肌肉症状[2]。

TEFM还参与了线粒体DNA（mtDNA）的复制和表达调控。研究发现，TEFM对于小鼠胚胎发育至关重要，TEFM的敲除导致远端启动子线粒体转录本水平急剧降低，而近端启动子转录本水平显著增加，但它们大多在转录终止和复制发生转换的区域之前终止，从而导致mtDNA复制的显著减少。此外，TEFM敲除小鼠的RNA深度测序揭示了未加工转录本的积累，以及转录延伸的缺陷。进一步研究发现，TEFM与多种RNA加工因子相互作用。这些数据表明，TEFM作为一种通用的转录延伸因子，对于基因转录和复制引物形成至关重要，TEFM的缺失会影响哺乳动物线粒体中的RNA加工[3]。

TEFM也参与了肺癌的发病机制。研究发现，TEFM在肺癌细胞系中的表达水平显著升高，并定位于线粒体。TEFM的过表达促进了肺癌细胞的恶性进程，而其沉默显著抑制了这些行为，并诱导了线粒体去极化，以及活性氧（ROS）的产生，最终导致细胞凋亡。此外，TEFM的缺失显著影响了线粒体转录本和呼吸链复合物的表达。裸鼠异种移植瘤的实验进一步证实，抑制TEFM的表达显著抑制了肿瘤的生长。这表明TEFM通过EMT途径促进肺癌的恶性进展，并通过影响线粒体转录本和呼吸链复合物的表达来决定细胞凋亡，为肺癌的靶向治疗提供了新的方向[4]。

TEFM还与先天性肌无力综合征（CMS）的发生有关。CMS是一种由神经肌肉信号传递先天性缺陷引起的疾病，由36个基因的致病性变异引起。最近发现的CMS形式包括TOR1AIP1-CMS、CHD8-CMS、PURA-CMS和TEFM-CMS。大多数CMS形式是由常染色体隐性变异引起的，而四种CMS形式是由常染色体显性变异引起的，其中成人发病的病例并不罕见。由于肌无力特征并不总是出现，有时还会观察到肌肉萎缩，因此在先天性肌病和其他神经肌肉疾病的鉴别诊断中应考虑CMS。对于在2岁以下出现肌肉无力的患者，低频和高频重复神经刺激对于诊断CMS至关重要。四种CMS形式的肌肉活检中观察到管状聚集，某些形式的CMS中血清CK水平升高。由于大多数形式的CMS都有合理的治疗方法，因此需要通过基因分析确定致病性基因变异[5]。

TEFM还通过调节mtRNAP的暂停动力学来增强转录延伸。研究发现，TEFM通过减少长寿命暂停的频率和缩短它们的持续时间来增强mtRNAP的转录延伸。此外，研究发现mtRNAP通过保守序列块II，这是线粒体DNA复制和转录之间转换的关键序列。这些发现阐明了TEFM和线粒体基因组DNA序列如何直接控制mtRNAP的转录延伸动力学[6]。

此外，TEFM还参与了子宫子宫内膜癌（UCEC）的进展。研究发现，TEFM在UCEC肿瘤组织中异常过表达，其上调与UCEC患者的生存率下降显著相关。TEFM的上调显著促进了UCEC细胞的生长和转移。机制上，TEFM的上调损害了线粒体的功能，降低了它们的膜电位，并通过促进活性氧（ROS）的产生激活了AKT-NFκB通路，从而导致细胞内自噬增强，从而促进UCEC的生长和转移。这表明TEFM通过促进自噬来正调控UCEC细胞的生长和转移，为UCEC的治疗提供了潜在的预后生物标志物和治疗靶点[7]。

综上所述，TEFM是一种重要的线粒体转录延伸因子，参与调控线粒体基因的表达和线粒体功能。TEFM的突变或表达异常与多种疾病的发生和发展密切相关，包括肝癌、肺癌、子宫癌、先天性肌无力综合征等。TEFM的研究有助于深入理解线粒体基因表达的调控机制和疾病发生机制，为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。