Bckdha-flox 基因敲除小鼠

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产品名称

Bckdha-flox 基因敲除小鼠

产品编号

S-CKO-01396

品系全称

C57BL/6JCya-Bckdhaem1flox/Cya

品系背景

C57BL/6JCya

品系编号

CKOCMP-12039-Bckdha-B6J-VA

品系状态

使用本品系发表的文献需注明: Bckdha-flox 基因敲除小鼠 mice (Strain S-CKO-01396) were purchased from Cyagen.
交付类型
周龄
性别
基因型
数量
cKO小鼠库模型

基本信息

基因研究概述

质控标准

基因
基因全称
branched chain ketoacid dehydrogenase E1, alpha polypeptide
基因别称
BCKAD,BCKDE1A,E1[a]
染色体号
Chr 7 (Mouse)
转录本 ID
NCBI: NM_007533 | Ensembl: ENSMUST00000071329
修饰方式
条件性基因敲除
靶向范围
Exon 4
敲除长度
~1.3 kb
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。
表型提示
MGI:107701Mice homozygous for a conditional allele activated in BAT exhibit impaired adaptive thermogenesis, lack a decrease in branched-chains amino acid plasma concentration in response to cold exposure and induced increased body weight, body fat, and liver weight, impaired glucose tolerance and insulin resistance in response to a high-fat diet.
BCKDHA基因,也称为分支链α-酮酸脱氢酶复合物E1α亚基基因,编码的是分支链α-酮酸脱氢酶(BCKDH)复合物的一个关键亚基。BCKDH是一种线粒体酶复合物,负责催化分支链氨基酸(BCAAs,包括亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸)的氧化代谢。BCKDH在细胞能量代谢中发挥着重要作用,特别是在肝脏和肌肉组织中,它帮助维持氨基酸平衡和葡萄糖稳态。BCKDH的缺陷会导致分支链氨基酸在血液和组织中的积累,进而引发一系列代谢性疾病,如枫糖浆尿症(MSUD)。

枫糖浆尿症是一种罕见的常染色体隐性遗传代谢性疾病,其特征是分支链氨基酸在体内积聚,导致严重的神经系统损伤和早发性死亡。BCKDHA基因的突变是导致MSUD的主要原因之一。研究表明,BCKDHA基因的突变会导致BCKDH复合物功能受损,从而影响分支链氨基酸的代谢。在MSUD患者中,BCKDHA基因的突变可能包括点突变、插入、缺失或基因重排等,这些突变导致BCKDH酶活性降低或完全丧失,使得分支链氨基酸无法正常代谢,从而在体内积聚,引发疾病。

近年来,基因治疗为MSUD的治疗提供了新的思路。研究表明,通过向患者体内引入正常的BCKDHA基因,可以有效地恢复BCKDH酶的活性,从而治疗MSUD。例如,Pontoizeau等人[1]的研究表明,在新生小鼠中通过腺相关病毒(AAV)载体引入人类BCKDHA基因,可以显著改善MSUD的症状,延长小鼠的生存期。此外,Zhang等人[4]的研究也发现,在Goto-Kakizaki(GK)大鼠的肝脏中,BCKDHA基因的表达增加,可能与T2D进程中血浆分支链氨基酸浓度降低有关。

除了MSUD之外,BCKDHA基因的突变还与心脏疾病有关。Levin等人[2]的研究发现,BCKDHA基因的突变与心脏衰竭的风险增加有关。BCKDH复合物的活性降低会导致分支链氨基酸在心脏组织中积聚,进而引发心脏细胞损伤和心脏功能衰竭。

BCKDH复合物的活性还与肝脏的葡萄糖生成有关。Zhou等人[3]的研究发现,BCKDH激酶(BCKDK)可以通过磷酸化BCKDHA亚基来调节BCKDH复合物的活性,从而影响肝脏的葡萄糖生成。BCKDK的缺失会导致肝脏葡萄糖生成减少,而BCKDHA的缺失则不会影响肝脏的葡萄糖生成。这表明BCKDK对肝脏葡萄糖生成的调节作用是独立于BCKDHA的。

综上所述,BCKDHA基因在分支链氨基酸的代谢中发挥着重要作用,其突变会导致多种代谢性疾病,如枫糖浆尿症和心脏疾病。基因治疗为MSUD的治疗提供了新的思路,而BCKDHA基因的突变也可能成为治疗心脏疾病和糖尿病的潜在靶点。未来的研究需要进一步探索BCKDHA基因的生物学功能,以及其在疾病发生发展中的作用机制,为相关疾病的治疗和预防提供新的策略。

参考文献:
1. Pontoizeau, Clément, Simon-Sola, Marcelo, Gaborit, Clovis, Cavazzana, Marina, Schiff, Manuel. 2022. Neonatal gene therapy achieves sustained disease rescue of maple syrup urine disease in mice. In Nature communications, 13, 3278. doi:10.1038/s41467-022-30880-w. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35672312/
2. Levin, Michael G, Tsao, Noah L, Singhal, Pankhuri, Voight, Benjamin F, Damrauer, Scott M. 2022. Genome-wide association and multi-trait analyses characterize the common genetic architecture of heart failure. In Nature communications, 13, 6914. doi:10.1038/s41467-022-34216-6. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36376295/
3. Zhou, Feiye, Sheng, Chunxiang, Ma, Xiaoqin, Wang, Xiao, Zhou, Libin. 2024. BCKDH kinase promotes hepatic gluconeogenesis independent of BCKDHA. In Cell death & disease, 15, 736. doi:10.1038/s41419-024-07071-0. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39389936/
4. Zhang, Wenlu, Wu, Yu'e, Fan, Wei, Du, Hongli, Rao, Junhua. 2018. The pattern of plasma BCAA concentration and liver Bckdha gene expression in GK rats during T2D progression. In Animal models and experimental medicine, 1, 305-313. doi:10.1002/ame2.12038. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30891580/