Large1-flox 基因敲除小鼠

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产品名称

Large1-flox 基因敲除小鼠

产品编号

S-CKO-03353

品系全称

C57BL/6JCya-Large1em1flox/Cya

品系背景

C57BL/6JCya

品系编号

CKOCMP-16795-Large1-B6J-VA

品系状态

使用本品系发表的文献需注明: Large1-flox 基因敲除小鼠 mice (Strain S-CKO-03353) 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
LARGE xylosyl- and glucuronyltransferase 1
基因别称
BPFD#36,Gyltl1a,Large,Mbp-1,Mbp1,enr,fg,froggy,myd
染色体号
Chr 8 (Mouse)
转录本 ID
NCBI: NM_001317391.1 | Ensembl: ENSMUST00000212459
修饰方式
条件性基因敲除
靶向范围
Exon 5
敲除长度
~583 bp
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:1342270Homozygotes exhibit a progressive myopathy, abnormal posture, thoracic kyphosis, calcium deposits in muscle, loss of Schwann cells and myelin, eye and CNS defects, deafness, reduced growth, and death around 4 months.
Large1,也称为like-acetylglucosaminyltransferase-1,是一种重要的双功能糖基转移酶,负责合成和延长一种称为matriglycan的长线性多糖。Matriglycan在连接细胞骨架和细胞外基质中起着关键作用,对于维持肌肉功能至关重要[5]。Large1基因的突变会导致matriglycan的合成受阻,从而引发一系列疾病,包括肌肉萎缩症和某些类型的先天性肌肉萎缩症[7]。

Large1基因的功能和作用机制在多个研究中得到了深入探讨。一项研究发现,将AAVLarge1(一种含有Large1基因的病毒载体)系统性地输送到患有严重肌肉萎缩症的myd小鼠中,可以恢复肌肉功能并显著延长寿命。这项研究展示了骨骼肌功能的可塑性,并表明即使在肌肉病理学出现严重症状后,基因编辑和基因转移策略仍然具有恢复肌肉功能和延长寿命的潜力[1]。另一项研究开发了一种名为SMuRF的框架,该框架通过饱和突变和流线型功能分析,以简单和成本效益高的方式增强了疾病相关基因中未解决变异的解释。SMuRF被应用于神经肌肉疾病基因FKRP和LARGE1,为所有可能的编码单核苷酸变异生成了功能评分,有助于解决临床上报告的变异的不确定性[2]。

在黎巴嫩进行的一项20年的临床和遗传神经肌肉队列分析中,研究人员发现LARGE1基因的突变是导致神经肌肉疾病的一个因素。这项研究强调了在黎巴嫩神经肌肉疾病的高发病率和未被充分报道的异质性形式,并呼吁建立一个区域性的神经肌肉疾病患者登记册,以更好地监测和治疗这些疾病[3]。

在神经肌肉疾病中,肌肉卫星细胞的功能障碍是一个重要的问题。肌肉卫星细胞是骨骼肌中的干细胞,负责肌肉的生长、维持、修复和再生。研究发现,在许多神经肌肉疾病中,包括那些主要涉及神经发生和心脏的疾病,肌肉卫星细胞的功能可能受到影响。这表明肌肉卫星细胞功能障碍在神经肌肉疾病的发病机制中起着重要作用,并为开发新的诊断和治疗方法提供了新的思路[4]。

在5q相关脊髓性肌萎缩症(SMA)患者和5q-SMA小鼠模型中,LARGE1的表达水平发生了改变。研究发现,在成年患者中,LARGE1在脑脊液中的水平升高,并且与治疗反应相关。此外,LARGE1在脊髓和骨骼肌中的表达也随着疾病的进展而增加。这些结果表明LARGE1可能作为SMA的疾病标志物,并有助于区分对治疗有反应和无反应的患者[6]。

在一只患有LARGE1突变的拉布拉多猎犬家族中,研究人员发现了一种肌肉萎缩症-肌糖蛋白病。肌肉活检显示肌肉变性、再生、多灶性单核细胞浸润和肌内膜纤维化。基因分析揭示了LARGE1基因中的终止密码子突变,导致蛋白质截断。免疫荧光染色和蛋白质印迹分析显示,受影响的犬只的骨骼肌和心脏中缺乏matriglycan,并且没有检测到LARGE酶的活性。这是首次报道犬类中存在肌糖蛋白病[7]。

研究表明,POMK(蛋白质O-甘露糖激酶)通过LARGE1介导的matriglycan延长来调节肌糖蛋白的功能。POMK磷酸化核心M3(GalNAc-β1,3-GlcNAc-β1,4-Man),从而为LARGE1合成全长matriglycan提供必要的底物。在缺乏POMK基因表达的小鼠骨骼肌中,LARGE1只能合成非常短的matriglycan,导致肌糖蛋白无法防止肌肉病理学。这项研究揭示了POMK在肌糖蛋白功能中的作用机制,并为预防肌肉萎缩症提供了新的靶点[8]。

在非小细胞肺癌(NSCLC)患者中,LARGE1的表达水平与疾病的进展和治疗反应相关。研究发现,LARGE1在NSCLC中异常下调,并且与肿瘤的晚期阶段相关。此外,高LARGE1表达与接受辅助化疗的患者生存期改善相关。这表明LARGE1可以作为NSCLC患者从辅助化疗中获益的预测指标,并为NSCLC的治疗提供了新的思路[9]。

在肝细胞癌中,LARGE1的表达水平升高,并且与疾病的进展相关。研究发现,敲低LARGE1可以抑制肝细胞癌细胞的增殖、集落形成、迁移和侵袭能力。此外,LARGE1的敲低还导致细胞周期停滞在G1期,并抑制了Wnt/β-catenin信号通路。这些结果表明LARGE1在肝细胞癌的进展中发挥着重要作用,并且可以作为治疗肝细胞癌的潜在靶点[10]。

综上所述,LARGE1是一种重要的双功能糖基转移酶,在维持肌肉功能和多种疾病的发生发展中起着重要作用。LARGE1的功能障碍与肌肉萎缩症、先天性肌肉萎缩症、脊髓性肌萎缩症和肝细胞癌等疾病相关。此外,LARGE1还与NSCLC的治疗反应相关。深入研究LARGE1的功能和作用机制,有助于开发新的诊断和治疗方法,为这些疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。

参考文献:
1. Yonekawa, Takahiro, Rauckhorst, Adam J, El-Hattab, Sara, Taylor, Eric B, Campbell, Kevin P. 2022. Large1 gene transfer in older myd mice with severe muscular dystrophy restores muscle function and greatly improves survival. In Science advances, 8, eabn0379. doi:10.1126/sciadv.abn0379. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35613260/
2. Ma, Kaiyue, Huang, Shushu, Ng, Kenneth K, Campbell, Kevin P, Lek, Monkol. 2024. Saturation mutagenesis-reinforced functional assays for disease-related genes. In Cell, 187, 6707-6724.e22. doi:10.1016/j.cell.2024.08.047. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39326416/
3. Megarbane, Andre, Bizzari, Sami, Deepthi, Asha, Delague, Valérie, Urtizberea, J Andoni. . A 20-year Clinical and Genetic Neuromuscular Cohort Analysis in Lebanon: An International Effort. In Journal of neuromuscular diseases, 9, 193-210. doi:10.3233/JND-210652. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34602496/
4. Ganassi, Massimo, Zammit, Peter S. 2022. Involvement of muscle satellite cell dysfunction in neuromuscular disorders: Expanding the portfolio of satellite cell-opathies. In European journal of translational myology, 32, . doi:10.4081/ejtm.2022.10064. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35302338/
5. Katz, Michael, Diskin, Ron. 2022. Structural basis for matriglycan synthesis by the LARGE1 dual glycosyltransferase. In PloS one, 17, e0278713. doi:10.1371/journal.pone.0278713. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36512577/
6. Roos, Andreas, Schmitt, Linda-Isabell, Hansmann, Christina, Leo, Markus, Hagenacker, Tim. 2024. Alteration of LARGE1 abundance in patients and a mouse model of 5q-associated spinal muscular atrophy. In Acta neuropathologica, 147, 53. doi:10.1007/s00401-024-02709-x. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38470509/
7. Shelton, G Diane, Minor, Katie M, Guo, Ling T, Campbell, Kevin P, Mickelson, James R. 2021. Muscular dystrophy-dystroglycanopathy in a family of Labrador retrievers with a LARGE1 mutation. In Neuromuscular disorders : NMD, 31, 1169-1178. doi:10.1016/j.nmd.2021.07.016. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34654610/
8. Walimbe, Ameya S, Okuma, Hidehiko, Joseph, Soumya, Muntoni, Francesco, Campbell, Kevin P. 2020. POMK regulates dystroglycan function via LARGE1-mediated elongation of matriglycan. In eLife, 9, . doi:10.7554/eLife.61388. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32975514/
9. Liu, Yu, Huang, Shirui, Kuang, Mengjiao, Wang, Huiyan, Xie, Qipeng. 2021. High LARGE1 Expression May Predict Benefit from Adjuvant Chemotherapy in Resected Non-Small-Cell Lung Cancer. In Pharmacogenomics and personalized medicine, 14, 87-99. doi:10.2147/PGPM.S271516. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33500650/
10. Wang, Min, Tao, Haiyan, Huang, Ping. 2021. Clinical significance of LARGE1 in progression of liver cancer and the underlying mechanism. In Gene, 779, 145493. doi:10.1016/j.gene.2021.145493. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33588034/