Hoxd11-flox 基因敲除小鼠

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产品名称

Hoxd11-flox 基因敲除小鼠

产品编号

S-CKO-02954

品系全称

C57BL/6JCya-Hoxd11em1flox/Cya

品系背景

C57BL/6JCya

品系编号

CKOCMP-15431-Hoxd11-B6J-VA

品系状态

使用本品系发表的文献需注明: Hoxd11-flox 基因敲除小鼠 mice (Strain S-CKO-02954) 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
homeobox D11
基因别称
E230017H14Rik,Hox-4.6,Hox-5.4,Hox-5.5
染色体号
Chr 2 (Mouse)
转录本 ID
NCBI: NM_008273 | Ensembl: ENSMUST00000142312
修饰方式
条件性基因敲除
靶向范围
Exon 1~2
敲除长度
~2.9 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:96203Homozygotes for targeted null mutations exhibit homeotic transformations of sacral vertebrae, malformations of distal limbs, and reduced fertility in males.
Hoxd11是哺乳动物中一个重要的发育相关基因,属于Homeobox D家族。Hoxd11基因编码一个含有一个同源结构域的蛋白质,这个结构域能够结合DNA并调控基因的表达。Hoxd11在哺乳动物肢体发育中发挥着关键作用,特别是在腕部和踝关节的形成过程中。Hoxd11基因的突变可能导致肢体骨骼的发育缺陷,如腕骨和踝骨的异常。

在鲸类和偶蹄类动物(如牛、羊等)中,腕骨和踝骨的数量减少是一个普遍的进化现象。为了探究这一现象的分子机制,有研究对Hoxd11基因在鲸类、偶蹄类和其他哺乳动物中的进化过程进行了分析。研究发现,在鲸类和偶蹄类的共同祖先中,Hoxd11基因经历了加速进化,这与腕骨和踝骨数量的减少相一致。在鲸类和偶蹄类的Hoxd11基因序列中,发生了五个氨基酸替换和一个氨基酸缺失,而其他5' HoxA和HoxD基因则没有显示出相同的进化模式。这些结果表明,Hoxd11基因的加速进化可能与鲸类和偶蹄类动物腕骨和踝骨数量的减少有关[1]。

除了在肢体发育中的作用,Hoxd11基因在其他生物学过程中也发挥着重要作用。例如,在小鼠中,Hoxd11基因的突变会导致雄性不育、脊椎变形、腕骨融合和指长减少。为了进一步研究Hoxd11基因的功能,研究人员构建了Hoxd11基因的重复基因型小鼠。研究发现,Hoxd11基因的重复并不影响其功能,但会导致前肢某些骨骼的长度增加和腰椎数量的减少。此外,Hoxd11基因的蛋白质能够部分补偿其同源基因Hoxa11的功能,例如,在Hoxa11突变体小鼠中,额外的Hoxd11基因能够纠正前肢骨骼的缺陷。然而,Hoxd11基因的重复并不改善Hoxa11突变体小鼠的生育能力[2]。

此外,Hoxd11基因的表达异常还与一些疾病的发生和发展相关。例如,在淋巴管平滑肌瘤病(LAM)中,LAM细胞中Hoxd11基因的表达水平升高。通过单细胞多组学分析,研究人员发现Hoxd11基因与PBX1形成二聚体,激活子宫特异性转录程序,从而调控LAM细胞的存活。阻断Hoxd11-PBX1二聚体的形成可以抑制LAM细胞的存活,为LAM/TSC mTORC1-高活性癌症的治疗提供了新的靶点[3]。

Hoxd11基因的异常表达还与急性髓细胞白血病(AML)的发生有关。有研究发现,在AML患者中,Hoxd11基因与NUP98基因发生融合,形成NUP98-HOXD11融合蛋白。这种融合蛋白在AML的发生发展中发挥着重要作用。此外,Hoxd11基因的表达水平在AML患者中显著降低,而HOTAIR基因的表达水平升高。HOTAIR基因可能通过抑制Hoxd11基因的表达而发挥致癌作用[4,5]。

Hoxd11基因在脑胶质瘤的发生发展中起着重要作用。研究发现,Hoxd11基因的高表达与脑胶质瘤患者的年龄、WHO分级、化疗状态、组织学类型以及1p19q缺失和IDH突变等临床特征相关。Hoxd11基因的表达水平可以作为脑胶质瘤患者的独立风险因素,降低患者的总生存期,并具有预后诊断价值。此外,Hoxd11基因的敲除可以抑制脑胶质瘤细胞的增殖和侵袭,为脑胶质瘤的治疗提供了新的靶点[6]。

Hoxd11基因在骨关节炎(OA)的发生发展中也有着重要作用。研究发现,Hoxd11基因在OA软骨中的表达水平下调。过表达Hoxd11基因可以逆转OA软骨细胞中的增殖抑制和凋亡增加,并抑制基质金属蛋白酶(MMPs)和ADAMTSs的表达,从而防止软骨退化。这表明Hoxd11基因可能作为治疗骨关节炎的潜在靶点[7]。

Hoxd11基因在阴茎鳞状细胞癌(PSCC)的发生发展中起着重要作用。研究发现,Hoxd11基因在PSCC细胞系和肿瘤组织中表达上调,尤其在转移性淋巴结中。高表达的Hoxd11基因与PSCC患者的侵袭性特征相关,如高级别的淋巴结转移、淋巴结外扩散、盆腔淋巴结转移和远处转移,并预示着不良的生存预后。Hoxd11基因的敲低可以抑制PSCC细胞的增殖、侵袭和肿瘤生长,并减少转移性淋巴结的负担。进一步的研究发现,miR-138-5p通过抑制Hoxd11基因的翻译来抑制PSCC的转移。此外,Hoxd11基因通过激活FN1/MMP2/MMP9通路促进细胞侵袭和转移。这表明Hoxd11基因可能作为PSCC的预后生物标志物和治疗靶点[8]。

Hoxd11基因在食管鳞状细胞癌(ESCC)的发生发展中发挥着重要作用。研究发现,JAM-A(也称为F11R)在ESCC组织和细胞系中表达上调。JAM-A的敲低可以抑制ESCC细胞的增殖、侵袭和转移,并促进细胞凋亡。Hoxd11基因可以直接调控JAM-A的转录,并通过NF-κB信号通路促进ESCC的恶性行为。这表明Hoxd11基因可能作为ESCC的潜在治疗靶点[9]。

此外,在全基因组转录组测序研究中,发现了Hoxd11基因与AGAP3基因的融合转录本在印度AML患者中存在。这种融合转录本导致免疫系统的改变,表现为CCL28和DOCK2的表达上调。此外,Hoxd11-AGAP3融合转录本还特异性地上调了lincRNA HOTAIRM1和其相互作用伙伴HOXA2的表达。这表明Hoxd11基因的融合可能影响AML的发病机制和免疫状态[10]。

综上所述,Hoxd11基因在哺乳动物肢体发育、生殖系统、免疫系统以及多种疾病的发生发展中发挥着重要作用。Hoxd11基因的突变、表达异常和融合都与多种疾病的发生和发展相关,包括肢体骨骼发育缺陷、淋巴管平滑肌瘤病、急性髓细胞白血病、脑胶质瘤、骨关节炎、阴茎鳞状细胞癌和食管鳞状细胞癌等。Hoxd11基因的研究有助于深入理解其在生物学过程中的功能,为相关疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。

参考文献:
1. Li, Jun, Shang, Songyang, Fang, Na, Zhang, Shuyi, Wang, Zhe. 2020. Accelerated Evolution of Limb-Related Gene Hoxd11 in the Common Ancestor of Cetaceans and Ruminants (Cetruminantia). In G3 (Bethesda, Md.), 10, 515-524. doi:10.1534/g3.119.400512. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31792005/
2. Boulet, Anne M, Capecchi, Mario R. . Duplication of the Hoxd11 gene causes alterations in the axial and appendicular skeleton of the mouse. In Developmental biology, 249, 96-107. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12217321/
3. Olatoke, Tasnim, Wagner, Andrew, Astrinidis, Aristotelis, Xu, Yan, Yu, Jane J. 2023. Single-cell multiomic analysis identifies a HOX-PBX gene network regulating the survival of lymphangioleiomyomatosis cells. In Science advances, 9, eadf8549. doi:10.1126/sciadv.adf8549. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37163604/
4. Taketani, Takeshi, Taki, Tomohiko, Shibuya, Noriko, Terui, Kiminori, Hayashi, Yasuhide. . The HOXD11 gene is fused to the NUP98 gene in acute myeloid leukemia with t(2;11)(q31;p15). In Cancer research, 62, 33-7. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11782354/
5. Saraymen, Esma, Erdem, Yakut, Akalın, Hilal, Çetin, Mustafa, Özkul, Yusuf. 2024. Evaluation of HOTAIR, HOXD8, HOXD9, HOXD11 gene expression levels in Turkish patients with acute and chronic myeloid leukemia: A single center experience. In Cellular and molecular biology (Noisy-le-Grand, France), 70, 39-45. doi:10.14715/cmb/2024.70.11.5. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39707783/
6. Wang, Jialin, Liu, Zhendong, Zhang, Cheng, Pang, Bo, Gao, Yanzheng. 2021. Abnormal expression of HOXD11 promotes the malignant behavior of glioma cells and leads to poor prognosis of glioma patients. In PeerJ, 9, e10820. doi:10.7717/peerj.10820. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33614284/
7. Hong, Quan, Liu, Zhong-Xun, Liang, Hai-Feng, Chen, Yan, Yu, Bo. 2024. Inhibition of HOXD11 promotes cartilage degradation and induces osteoarthritis development. In Journal of orthopaedic surgery and research, 19, 111. doi:10.1186/s13018-024-04573-7. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38308324/
8. Tan, Xingliang, Liu, Zhenhua, Wang, Yanjun, Yuan, Gangjun, Yao, Kai. 2022. miR-138-5p-mediated HOXD11 promotes cell invasion and metastasis by activating the FN1/MMP2/MMP9 pathway and predicts poor prognosis in penile squamous cell carcinoma. In Cell death & disease, 13, 816. doi:10.1038/s41419-022-05261-2. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36151071/
9. Xiong, Rong, Long, Qiongxian, Zhang, Xuqian, Song, Guiqing, Liu, Kang. 2022. HOXD11 upregulates JAM-A and exerts oncogenic properties via NF-κB signaling pathway in esophageal squamous cell carcinoma. In Human cell, 36, 244-257. doi:10.1007/s13577-022-00806-1. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36214988/
10. Desai, Sagar Sanjiv, Ravindran, Febina, Panchal, Amey, Jadhav, Sachin, Choudhary, Bibha. 2023. Whole transcriptome sequencing reveals HOXD11-AGAP3, a novel fusion transcript in the Indian acute leukemia cohort. In Frontiers in genetics, 14, 1100587. doi:10.3389/fgene.2023.1100587. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37113989/