智鼠故事 
C57BL/6JCya-Atf4em1flox/Cya 条件性基因敲除小鼠
复苏/繁育服务
产品名称：
Atf4-flox
产品编号：
S-CKO-01330
品系背景：
C57BL/6JCya
* 使用本品系发表的文献需注明：Atf4-flox mice (Strain S-CKO-01330) were purchased from Cyagen.
交付类型
周龄
性别
基因型
数量
只
基本信息
品系名称
C57BL/6JCya-Atf4em1flox/Cya
品系编号
CKOCMP-11911-Atf4-B6J-VA
产品编号
S-CKO-01330
基因名
Atf4
品系背景
C57BL/6JCya
基因别称
Atf-4；C/ATF；CREB2；CREB-2；TAXREB67
NCBI号
修饰方式
条件性基因敲除
品系说明
该品系是基于策略设计时的数据库信息制作而成，建议您在购买前查询最新的数据库和相关文献，以获取最准确的表型信息。
小鼠表型
MGI:88096 Mice homozygous for one knock-out allele exhibit postnatal lethality, abnormal lens development, and reduced male fertility. Mice homozygous for a different knock-out allele exhibit abnormal pancreatic and skeletal development, glucose homeostasis, and insulin homeostasis.
质控标准
精子检测
① 冷冻前验证精子活力观察
② 冷冻验证每批次进行复苏验证
品系状态
活体
环境标准
SPF
供应地区
中国
品系详情
Atf4位于小鼠的15号染色体，采用基因编辑技术，通过高通量电转受精卵方式，获得Atf4基因条件性敲除小鼠，性成熟后取精子冻存。
Atf4-flox小鼠模型是由赛业生物（Cyagen）采用基因编辑技术构建的条件性敲除小鼠。Atf4基因位于小鼠15号染色体上，由三个外显子组成，其中ATG起始密码子在2号外显子，TAA终止密码子在3号外显子。条件性敲除区域（cKO区域）位于2号外显子至3号外显子，包含1050个碱基对的编码序列。删除该区域会导致小鼠Atf4基因功能的丧失。此外，携带敲除等位基因的小鼠表现出不同的表型，包括出生后死亡、异常晶状体发育、雄性生育能力下降、异常胰腺和骨骼发育、葡萄糖稳态和胰岛素稳态。Atf4-flox小鼠模型的构建过程包括将核糖核蛋白（RNP）和靶向载体共同注入受精卵。随后，对出生的小鼠进行PCR和测序分析进行基因型鉴定。该模型可用于研究Atf4基因在小鼠体内的功能。
基因研究概述
Atf4（激活转录因子4）是一种在细胞应激反应中起关键作用的转录因子。当细胞受到内质网应激、氨基酸剥夺、缺氧等刺激时，Atf4的表达会被激活。Atf4通过调节一系列下游基因的表达，参与细胞的适应性和存活。Atf4的激活通常与内质网应激反应（ERSR）和未折叠蛋白反应（UPR）相关，这两个反应是细胞对内质网功能紊乱的适应性反应。Atf4的下游基因涉及多种细胞过程，包括蛋白质折叠、抗氧化反应、自噬和细胞代谢等。
在肝脏癌变过程中，Atf4的作用显得尤为重要。研究发现，Atf4通过诱导SLC7A11（xCT）的表达来抑制与应激相关的铁死亡，从而抑制肝细胞癌变。SLC7A11是一种亚单位，它是胱氨酸/谷氨酸反向转运蛋白的一部分，对于谷胱甘肽的合成至关重要。谷胱甘肽是一种重要的抗氧化剂，可以保护细胞免受氧化应激的伤害。Atf4的缺失会增加细胞对铁死亡的敏感性，从而导致肝细胞癌的加速发展[1]。
Atf4还参与调控细胞的自噬过程。在氨基酸剥夺或内质网应激的情况下，eIF2α的磷酸化会抑制全球蛋白质合成，同时优先翻译Atf4。Atf4作为一种主要的调节因子，控制着与自噬相关的基因的转录程序。Atf4和CHOP等转录因子被要求增加一组基因的转录，这些基因与自噬体的形成、延伸和功能有关。不同的CHOP和ATF4结合到目标启动子上的组合允许根据应激强度触发不同的转录反应。总的来说，这项研究表明，eIF2α-ATF4通路在响应应激时精细调节自噬基因转录程序方面起着新的调节作用[2]。
Atf4还与p53转录网络有共同的基因靶点。p53是一种重要的肿瘤抑制因子，它通过转录控制广泛的基因网络来调节多种细胞命运决定，如细胞周期停滞和凋亡。Atf4与p53一起独立地调节共同的代谢和促凋亡基因。Atf4和p53共同调节的基因网络对于癌症的治疗具有重要意义，因为它们是许多抗肿瘤疗法的靶点[3][4]。
此外，Atf4还参与调节线粒体应激反应。在哺乳动物细胞中，Atf4是线粒体应激反应的主要调节因子。Atf4激活表达细胞保护基因，这些基因通过激活整合应激反应（ISR）来重新编程细胞代谢。线粒体应激通过减少线粒体核糖体蛋白、抑制线粒体翻译以及将ISR的激活与线粒体功能的衰减联系起来，促进局部蛋白质稳态反应。通过转化表达数量性状位点分析，提供了遗传证据支持Fh1在哺乳动物中控制Atf4表达的作用。来自小鼠和人类线粒体疾病的基因表达数据表明，Atf4通路在体内线粒体应激时被激活。这些数据说明了多组学方法在表征复杂细胞网络方面的价值，并为确定线粒体相关疾病的新调节因子提供了一个通用的资源[5]。
在肠道炎症中，Atf4的缺乏会促进肠道炎症，这是通过减少谷氨酰胺的摄取和抗微生物肽的表达来实现的。Atf4的缺失会导致小鼠自发肠炎和更严重的肠炎，并伴随着血清谷氨酰胺水平的降低和抗微生物肽水平的减少。Atf4的缺失还会导致肠道菌群的变化，这些变化可以通过给予谷氨酰胺来逆转。Atf4可能因此成为治疗炎症性肠病（IBD）的一个靶点[6]。
Atf4的表达受到多种因素的调控，包括eIF3d。eIF3d是一种非典型的帽结合蛋白，作为关键效应物来控制核心应激反应的协调者，翻译因子eIF2α和转录因子ATF4。在持续应激期间，eIF3d激活GCN2的翻译，诱导eIF2α的磷酸化并抑制一般蛋白质合成。同时，eIF3d上调m6A去甲基化酶ALKBH5，以驱动应激反应基因的5' UTR特异性去甲基化，包括ATF4。最终，这一级联反应通过增加mRNA与翻译机制的相互作用并增强核糖体绕过上游开放阅读框（uORFs）来汇聚于ATF4的表达。这些结果表明，eIF3d在慢性应激期间的生死决策点发挥作用，并揭示了翻译级联反应与转录放大相互补充的协同信号机制，以控制基本细胞过程[7]。
综上所述，Atf4是一种重要的转录因子，参与调节细胞的应激反应、自噬、线粒体应激反应和肠道炎症等多种细胞过程。Atf4的失调与多种疾病的发生发展密切相关，包括肝细胞癌、炎症性肠病等。Atf4的研究对于深入理解细胞应激反应的机制和开发相关疾病的治疗策略具有重要意义。
参考文献：
1. He, Feng, Zhang, Peng, Liu, Junlai, Yaden, Benjamin C, Karin, Michael. 2023. ATF4 suppresses hepatocarcinogenesis by inducing SLC7A11 (xCT) to block stress-related ferroptosis. In Journal of hepatology, 79, 362-377. doi:10.1016/j.jhep.2023.03.016. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36996941/
2. B'chir, Wafa, Maurin, Anne-Catherine, Carraro, Valérie, Fafournoux, Pierre, Bruhat, Alain. 2013. The eIF2α/ATF4 pathway is essential for stress-induced autophagy gene expression. In Nucleic acids research, 41, 7683-99. doi:10.1093/nar/gkt563. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23804767/
3. Baniulyte, Gabriele, Durham, Serene A, Merchant, Lauren E, Sammons, Morgan A. 2023. Shared Gene Targets of the ATF4 and p53 Transcriptional Networks. In Molecular and cellular biology, 43, 426-449. doi:10.1080/10985549.2023.2229225. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37533313/
4. Baniulyte, Gabriele, Durham, Serene A, Merchant, Lauren E, Sammons, Morgan A. 2023. Shared gene targets of the ATF4 and p53 transcriptional networks. In bioRxiv : the preprint server for biology, , . doi:10.1101/2023.03.15.532778. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36993734/
5. Quirós, Pedro M, Prado, Miguel A, Zamboni, Nicola, Gygi, Steven P, Auwerx, Johan. 2017. Multi-omics analysis identifies ATF4 as a key regulator of the mitochondrial stress response in mammals. In The Journal of cell biology, 216, 2027-2045. doi:10.1083/jcb.201702058. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28566324/
6. Hu, Xiaoming, Deng, Jiali, Yu, Tianming, Liu, Zhanju, Guo, Feifan. 2018. ATF4 Deficiency Promotes Intestinal Inflammation in Mice by Reducing Uptake of Glutamine and Expression of Antimicrobial Peptides. In Gastroenterology, 156, 1098-1111. doi:10.1053/j.gastro.2018.11.033. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30452920/
7. Mukhopadhyay, Shaoni, Amodeo, Maria E, Lee, Amy S Y. 2023. eIF3d controls the persistent integrated stress response. In Molecular cell, 83, 3303-3313.e6. doi:10.1016/j.molcel.2023.08.008. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37683648/
