智鼠故事 
C57BL/6JCya-Brd2em1flox/Cya 条件性基因敲除小鼠
复苏/繁育服务
产品名称：
Brd2-flox
产品编号：
S-CKO-02493
品系背景：
C57BL/6JCya
* 使用本品系发表的文献需注明：Brd2-flox mice (Strain S-CKO-02493) 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-Brd2em1flox/Cya
品系编号
CKOCMP-14312-Brd2-B6J-VA
产品编号
S-CKO-02493
基因名
Brd2
品系背景
C57BL/6JCya
基因别称
Nat，Rnf3，Frg-1，Fsrg1，Ring3，Fsrg-1，mKIAA4005，D17H6S113E
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:99495 Mice homozygous for a null mutation display embryonic lethality during organogenesis with decreased embryo size, decreased cell proliferation, a delay in the cell cycle, and increased cell death. Heterozygous mice also display decreased cell proliferation.
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
Brd2位于小鼠的17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Brd2基因条件性敲除小鼠，性成熟后取精子冻存。
Brd2-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。Brd2基因位于小鼠17号染色体上，由13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13号外显子。条件性敲除区域（cKO区域）位于3至7号外显子，包含1171个碱基对的编码序列。删除该区域会导致小鼠Brd2基因功能的丧失。
Brd2-flox小鼠模型的构建过程包括将基因编辑技术产生的靶向载体注入受精卵。随后，对出生的小鼠进行PCR和测序分析进行基因型鉴定。携带敲除等位基因的小鼠会表现出胚胎期死亡，胚胎大小减小，细胞增殖减少，细胞周期延迟，细胞死亡增加。杂合子小鼠也表现出细胞增殖减少。敲除3至7号外显子会导致基因移码，覆盖了基因编码区域的48.91%。5'-loxP位点插入到第二号内含子，3'-loxP位点插入到第七号内含子。有效的cKO区域约为3.7 kb。该模型可用于研究Brd2基因在小鼠体内的功能。
基因研究概述
基因Brd2，也称为Bromodomain-containing protein 2，是一种重要的转录调节因子，属于溴域和外部结构域（BET）家族。Brd2含有两个溴域，能够识别并结合组蛋白上的乙酰化赖氨酸残基，从而参与调节染色质结构和基因表达。Brd2在多种生物学过程中发挥作用，包括细胞分化、发育、代谢和疾病发生。
Brd2在肥胖和糖尿病的发生发展中具有重要作用。研究显示，Brd2基因敲除小鼠能够预防肥胖引起的炎症反应，保护动物免受胰岛素抵抗、葡萄糖不耐受和胰岛β细胞功能障碍的影响，从而将肥胖与糖尿病分离。这一发现为肥胖和糖尿病的治疗提供了新的思路和策略[1]。
BET家族成员蛋白（BRD2、BRD3、BRD4和BRDT）在解释组蛋白Kac修饰的表观遗传信息方面发挥着关键作用，从而控制基因表达、重塑染色质结构并避免复制应激引起的DNA损伤。异常激活BET蛋白与多种人类疾病密切相关，包括癌症。因此，BET溴域抑制剂（BBI）被认为是治疗BET相关疾病的有希望的疗法，在过去的几十年中已经开展了70多项临床试验。尽管取得了初步的疗效，但耐药性和不良事件是当前BBI开发面临的两大挑战[2]。
Brd2在脑胶质瘤的生长中也发挥着重要作用。研究发现，脑胶质瘤干细胞通过产生大量的磷酸肌酸（PCr）来重新编程表观遗传景观。PCr通过竞争性结合E3泛素连接酶SPOP来抑制组蛋白调节因子Brd2的泛素化。药理学干扰PCr生物合成导致Brd2降解，降低其靶基因的转录，从而抑制染色体分离和细胞增殖。在脑胶质瘤小鼠模型中，使用环状肌酸（cCr）治疗显著抑制肿瘤生长，并提高了对Brd2抑制剂的敏感性，而没有可检测到的副作用。这些发现突出了高产生PCr是脑胶质瘤的可药物代谢特征，是脑胶质瘤治疗的有希望的治疗靶点[3]。
Brd2的降解可以通过一种新的蛋白降解方式，称为内部分子二价胶（IBG）来实现。IBGs是一种双功能降解剂，它们通过连接目标蛋白的两个相邻结构域来促进目标泛素化和蛋白酶体降解。与PROTACs不同，IBGs不涉及连接靶标和E3连接酶，而是在cis中同时结合和连接目标蛋白的两个相邻结构域。这种构象变化将BRD4与E3连接酶DCAF11或DCAF16连接起来，利用内在的靶标-连接酶亲和力，这些亲和力在没有化合物的情况下不会导致BRD4降解。对三元BRD4-IBG1-DCAF16复合物的结构见解指导了低皮摩尔效力的改进降解剂的设计。因此，IBGs引入了一种新的靶向蛋白降解方式，通过在cis中桥接蛋白质结构域来增强与E3连接酶的表面互补性，以实现有效的泛素化和降解[4]。
Brd2在B细胞抗体类别转换重组（CSR）中也发挥着重要作用。有效的DNA双链断裂修复在Ig重链基因座中至关重要，以实现B细胞的抗体类别转换重组。修复途径的调节动力学指导CSR通过非同源末端连接（NHEJ）而不是替代末端连接（AEJ）。研究发现，组蛋白乙酰化阅读器Brd2通过抑制AEJ和异常重组以及随机基因组序列捕获在CSR连接处，促进了CSR中的DNA修复。与BRD4不同，BRD2缺乏不会在S区升高RPA磷酸化和R环形成。与BRD4相比，BRD2通过在S区稳定凝聚加载蛋白NIPBL，BRD2或NIPBL的缺失显示出在CSR过程中S-S连接、DDR和DNA修复途径选择方面的相似失调。这些发现不仅适用于CSR，NIPBL和BRD4还与科尼利厄斯德朗热综合症有关，这是一种表现出NHEJ和Ig同种型转换缺陷的发育障碍。这些蛋白质之间的相互作用揭示了调控DNA修复和免疫系统功能的复杂机制[5]。
组蛋白H4上的赖氨酸残基可以被乙酰化和甲基化修饰，这些修饰在调节染色质和基因表达方面起着重要作用。研究发现，在相同的侧链上同时发生赖氨酸乙酰化和甲基化，形成Nε-乙酰-Nε-甲基赖氨酸（Kacme）。Kacme在多种物种和哺乳动物组织中存在于组蛋白H4上，与活性染色质的标记相关，与转录起始增加相关，并响应生物信号进行调节。Kacme可以通过酶促乙酰化单甲基赖氨酸肽来安装，并且在体外对一些组蛋白脱乙酰酶（HDACs）的去乙酰化作用具有抵抗力。Kacme可以被识别修饰赖氨酸残基的染色质蛋白结合，如晶体结构所示，BRD2结合组蛋白H4Kacme肽。这些结果建立了Kacme作为一种细胞翻译后修饰，具有与甲基化和乙酰化不同的潜在信息编码能力，并表明Kacme具有表观遗传修饰的所有特征，对染色质生物学具有基本重要性[6]。
Brd2在胚胎发育中也发挥着重要作用。研究发现，Brd2基因敲除小鼠在胚胎发育过程中死亡，表明Brd2对于胚胎发育至关重要。Brd2缺乏的胚胎表现出神经管异常和细胞死亡增加，这表明Brd2在神经发育和细胞存活中发挥着重要作用[7]。
Brd2在乳腺癌中具有潜在的治疗价值。研究发现，BRD2缺失增强了三阴性乳腺癌（TNBC）细胞对BET溴域抑制剂（BBDI）的敏感性。BRD7的缺失导致了TEAD-YAP染色质结合的增加，以及与BBDI耐药性相关的管腔特征。单细胞RNA测序、ATAC测序和细胞条形码分析表明，BBDI敏感和耐药细胞系之间存在显著的异质性，并且BBDI耐药性可以是预先存在的或后天获得的。这些发现突出了Brd2在三阴性乳腺癌治疗中的潜在应用，并揭示了BBDI耐药性的分子机制[8]。
Brd2在衰老癌细胞的敏感性中也发挥着重要作用。研究发现，衰老癌细胞对衰老细胞杀伤剂（senolytics）具有普遍的易感性。衰老细胞通过NF-κB介导的死亡受体5（DR5）和其配体TRAIL的上调而处于凋亡死亡的状态，但受到cFLIP表达增加的保护。通过激动性抗体激活DR5信号通路，可以进一步增强对衰老癌细胞的杀伤作用。此外，衰老细胞通过分泌细胞因子使相邻的非衰老细胞对DR5激动剂敏感。这些发现为衰老癌细胞的杀伤提供了一种“一拳二击”的治疗策略，即结合衰老疗法和DR5激活[9]。
Brd2的降解可以通过选择性小分子诱导降解来实现。研究发现，使用JQ1连接到E3泛素连接酶VHL配体的PROTACs可以有效地降解BRD4，而对BRD2和BRD3的影响较小。这种选择性的降解可以更精确地研究BRD4在细胞中的功能和治疗意义[10]。
综上所述，基因Brd2在多种生物学过程中发挥着重要作用，包括肥胖和糖尿病的发生发展、脑胶质瘤的生长、B细胞抗体类别转换重组、胚胎发育、乳腺癌和衰老癌细胞的敏感性。Brd2的异常表达和功能失调与多种疾病的发生发展密切相关。研究Brd2的功能和调控机制对于深入理解疾病发生机制和开发新的治疗方法具有重要意义。
参考文献：
1. Wang, Fangnian, Deeney, Jude T, Denis, Gerald V. . Brd2 gene disruption causes "metabolically healthy" obesity: epigenetic and chromatin-based mechanisms that uncouple obesity from type 2 diabetes. In Vitamins and hormones, 91, 49-75. doi:10.1016/B978-0-12-407766-9.00003-1. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23374712/
2. Guo, Jiawei, Zheng, Qingquan, Peng, Yong. 2023. BET proteins: Biological functions and therapeutic interventions. In Pharmacology & therapeutics, 243, 108354. doi:10.1016/j.pharmthera.2023.108354. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36739915/
3. Chen, Lishu, Qi, Qinghui, Jiang, Xiaoqing, Zhou, Tao, Man, Jianghong. . Phosphocreatine Promotes Epigenetic Reprogramming to Facilitate Glioblastoma Growth Through Stabilizing BRD2. In Cancer discovery, 14, 1547-1565. doi:10.1158/2159-8290.CD-23-1348. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38563585/
4. Hsia, Oliver, Hinterndorfer, Matthias, Cowan, Angus D, Winter, Georg E, Ciulli, Alessio. 2024. Targeted protein degradation via intramolecular bivalent glues. In Nature, 627, 204-211. doi:10.1038/s41586-024-07089-6. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38383787/
5. Gothwal, Santosh K, Refaat, Ahmed M, Nakata, Mikiyo, Honjo, Tasuku, Begum, Nasim A. . BRD2 promotes antibody class switch recombination by facilitating DNA repair in collaboration with NIPBL. In Nucleic acids research, 52, 4422-4439. doi:10.1093/nar/gkae204. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38567724/
6. Lu-Culligan, William J, Connor, Leah J, Xie, Yixuan, Bleichert, Franziska, Simon, Matthew D. 2023. Acetyl-methyllysine marks chromatin at active transcription start sites. In Nature, 622, 173-179. doi:10.1038/s41586-023-06565-9. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37731000/
7. Shang, Enyuan, Wang, Xiangyuan, Wen, Duancheng, Greenberg, David A, Wolgemuth, Debra J. . Double bromodomain-containing gene Brd2 is essential for embryonic development in mouse. In Developmental dynamics : an official publication of the American Association of Anatomists, 238, 908-17. doi:10.1002/dvdy.21911. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19301389/
8. Shu, Shaokun, Wu, Hua-Jun, Ge, Jennifer Y, Michor, Franziska, Polyak, Kornelia. 2020. Synthetic Lethal and Resistance Interactions with BET Bromodomain Inhibitors in Triple-Negative Breast Cancer. In Molecular cell, 78, 1096-1113.e8. doi:10.1016/j.molcel.2020.04.027. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32416067/
9. Wang, Liqin, Jin, Haojie, Jochems, Fleur, Qin, Wenxin, Bernards, René. 2022. cFLIP suppression and DR5 activation sensitize senescent cancer cells to senolysis. In Nature cancer, 3, 1284-1299. doi:10.1038/s43018-022-00462-2. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36414711/
10. Zengerle, Michael, Chan, Kwok-Ho, Ciulli, Alessio. 2015. Selective Small Molecule Induced Degradation of the BET Bromodomain Protein BRD4. In ACS chemical biology, 10, 1770-7. doi:10.1021/acschembio.5b00216. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26035625/
