维生素B12选择性吸收障碍综合征（IGS1） 

维生素B12选择性吸收障碍综合征（IGS1）是一种由于维生素B12水平低引起的疾病。维生素B12参与红细胞形成和大脑及中枢神经系统维护，但人体只能从食物中获取。IGS主要症状为巨幼红细胞性贫血，一半以上患者存在尿蛋白现象。血液系统异常还会导致生长发育迟缓、胃肠道或呼吸道感染等症状，以及肌张力减弱、运动障碍、发育迟缓或混乱等神经系统缺陷，并伴有泌尿道异常^[2]。目前治疗主要通过补充维生素B12，可短期内改善贫血症状并缓解神经系统症状，但无法根治。 

CUBN基因编码的Cubilin蛋白参与从食物中摄取维生素B12到人体内的过程。Cubilin主要存在于肾细胞和小肠细胞上，通过与Amnionless蛋白附着固定在细胞外膜。Cubilin与通过小肠和肾脏的维生素B12结合形成复合物，再被Amnionless蛋白转移到肠细胞内并释放到血液中运输到全身。CUBN突变导致Cubilin功能障碍，无法与维生素B12形成复合物，影响其吸收^[3]。在小鼠中，Cubn基因全身性敲除会导致胚胎期致死，胚胎发育迟缓。虽然突变体胚胎中形成了尿囊和心脏等中胚层结构，但其他中胚层组织发育异常或缺失^[4]。 

 Cubn-KO小鼠胚胎发育迟缓且缺乏体细胞^[4] 

Cubn基因外胚层条件性敲除小鼠可存活且发育大体正常，但肾脏近曲小管细胞对维生素B12吸收存在明显缺陷，导致血浆中维生素B12含量急剧下降并出现部分血液系统异常。此外，该小鼠体内转铁蛋白和白蛋白等巨球蛋白排泄增加，导致蛋白尿产生^[5]。 

Cubn-cKO小鼠缺乏对维生素B12的吸收^[5] 

除CUBN外，AMN也是IGS致病基因之一。AMN基因编码的Amnionless蛋白将Cubilin-维生素B12复合物转移到肠细胞内并释放到血液中运输到全身。此外，Amnionless蛋白还与血浆脂蛋白的组装、重塑和清除等过程相关。AMN基因突变导致Cubilin-维生素B12复合物无法附着在小肠和肾脏细胞上，影响其吸收。与Cubn-KO小鼠相似，Amn基因敲除小鼠没有羊膜，胚胎发育受损严重，存在胚胎致死现象且缺乏产生躯干的中胚层^[6-7]。 

 Amn全身性敲除小鼠存在严重胚胎发育缺陷^[7]

此外，通过胚胎干细胞（ES）技术构建Amn缺失小鼠嵌合体可形成解剖学正常的肾脏和肠道，但小鼠表现出选择性蛋白尿。在Amn缺失小鼠组织中，Cubn未能正确定位到细胞表面，Amn缺失的胚胎和成年小鼠同样表现出对Cubn配体的选择性蛋白尿^[8]。 

Amn缺失嵌合体小鼠缺乏正确的Cubn细胞定位 ^[8] 

红细胞增多症&贫血

红细胞是人体内含量最多的血细胞，主要功能是携带氧气从肺部运输到身体各组织和器官，以及将二氧化碳从组织运输回肺部呼出。红细胞从造血干细胞生成成熟的过程受多种细胞因子密切调控，其中红细胞生成素（EPO）最为重要。EPO与红细胞生成素受体（EPOR）结合激活受体，刺激多种信号通路，导致红细胞形成和成熟。红细胞生成异常会导致贫血、地中海贫血和红细胞增多症等疾病。EPOR和EPO是两个重要的致病基因，至少16种EPOR基因突变会导致家族性红细胞增多症^[9]。大多数EPOR基因突变导致生成异常短的红细胞生成素受体，使其与EPO结合后长时间保持异常激活状态，过度活跃的受体即使不需要红细胞也会发出生产信号，导致血液中红细胞过多。此外，EPOR完全缺失的突变也会导致贫血。 

EPO和EPOR除促进红细胞生成外，还发挥促进心脏和中枢神经系统发育、改善学习和记忆等非红细胞生成功能。因此，在小鼠中，Epor全身性敲除小鼠出现其它系统障碍，表现出胚胎发育障碍或异常等表型，并在胚胎第11-12.5天死于子宫内，伴有严重贫血。因此，Epor纯合敲除小鼠不适合红细胞增多症研究，但可用于胚胎发育、原始造血调控和贫血方面研究^[10]。 

Epor-KO小鼠表现为异常白色胚胎和血细胞减少表型^[10] 

与Epor全身性敲除小鼠相似，Epo全身性敲除小鼠同样胚胎致死，死亡前胚胎中存在严重造血缺陷，表现为胎肝中红系祖细胞数量严重减少^[11]。得益于基因编辑技术，可通过Cre/Loxp系统构建Epo条件性敲除小鼠，这类小鼠可存活到成年并在诱导后出现晚发型贫血表型。Cre重组酶活性表达后，Epo杂合敲除小鼠（EPO KO/flox）在3周内发展成中度至重度贫血^[12]。 

Epo条件性敲除小鼠Epo表达减少且红系造血存在缺陷^[12]

血小板无力症（GT）

血小板无力症（GT）是一种先天性凝血异常疾病，患者受伤时血液无法正常凝结，造成血流不止。这种常染色隐性遗传病临床上常见自发性粘膜出血，重者可内脏出血。治疗主要依靠预防、保护、止血、血小板输注，重症患者需造血干细胞移植治疗。GT由血小板膜糖蛋白GPⅡb（CD41/Itgb2b）和/或GPⅢa（CD61/Itgb3）数量或质量异常导致，造成血小板对各种生理性诱导剂聚集大大减低或缺失。GPⅡb和GPⅢa基因分别编码血小板上的糖蛋白Ⅱb和Ⅲa，两种糖蛋白结合形成GPⅡb/Ⅲa复合物，也称整合素αⅡbβ31。该复合体是纤维蛋白原和von Willebrand因子的受体，有助于血小板激活^[13]。 

Itgb3（CD61）编码的β3整合素在血小板聚集和血栓形成以及着床、胎盘形成、血管生成、骨重塑和肿瘤进展等功能中起重要作用。Itgb3基因敲除小鼠可存活和生育，表现出GT所有主要特征，包括血小板聚集和凝块收缩缺陷、出血时间延长、皮肤和胃肠道出血，还有概率出现胎盘缺陷导致胎儿死亡、产后出血导致贫血和存活率降低等情况^[14]。同时也存在血小板计数减少、脾脏增大和髓外造血等非GT患者表型^[15]。 

Itgb3-KO小鼠呈现自发出血和出血时间延长等GT样表型^[15] 

Itga2b（CD41）基因编码的整合素αIIb是经典血小板标志物，与整合素β3形成异二聚体，与纤连蛋白、纤维蛋白原、玻连蛋白和血管性血友病因子结合，发挥与Itgb3相似作用。但值得注意的是，Itga2b也是胚胎干细胞体外分化过程中第一个血液特异性标志物，在早期胚胎所有造血干细胞和祖细胞上表达。因此，Itga2b基因敲除小鼠除表现GT样表型外，还表现出多系造血缺陷和造血干细胞静止性和存活率降低等表型^[16]。 

Itga2b（CD41）-KO小鼠全血细胞减少，造血干细胞凋亡增加^[16] 

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