Peg3-flox 基因敲除小鼠

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产品名称

Peg3-flox 基因敲除小鼠

产品编号

S-CKO-04235

品系全称

C57BL/6JCya-Peg3em1flox/Cya

品系背景

C57BL/6JCya

品系编号

CKOCMP-18616-Peg3-B6J-VA

品系状态

使用本品系发表的文献需注明: Peg3-flox 基因敲除小鼠 mice (Strain S-CKO-04235) 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
paternally expressed 3
基因别称
ASF-1,End4,Gcap4,Pw1,Zfp102,mKIAA0287
染色体号
Chr 7 (Mouse)
转录本 ID
NCBI: NM_008817.2 | Ensembl: ENSMUST00000051209
修饰方式
条件性基因敲除
靶向范围
Exon 6
敲除长度
~0.6 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:104748Heterozygous mutant females exhibit growth retardation, impaired maternal behavior and diminished milk ejection, and fewer oxytocin neurons.
Peg3,也称为Pw1/Peg3,是一种在哺乳动物中特有的父源表达印记基因。Peg3主要在脑和内分泌组织的干细胞/祖细胞中表达,编码一种DNA结合蛋白,作为一种转录抑制因子,在基因表达调控中发挥重要作用。Peg3的表达受到表观遗传调控,如DNA甲基化和组蛋白修饰,这些调控机制影响Peg3的表达水平和功能[5]。

Peg3在多种生物学过程中发挥重要作用,包括生长发育、代谢、行为、繁殖和肿瘤发生。Peg3的突变导致多种表型异常,如生长发育迟缓、代谢紊乱、行为异常、繁殖能力下降和肿瘤易感性增加。

Peg3对性别的分化有重要影响,男性Peg3缺陷小鼠在青春期表现出性激素依赖性雄性化不足,成年后出现胰岛素依赖性脂肪积累,导致全身代谢向加速肥胖、糖尿病样胰岛素抵抗和脂肪肝转变。此外,Peg3缺陷雄性小鼠表现出社会支配地位和竞争能力下降,这与脑中加压素能结构的改变有关[1]。这些结果表明,Peg3通过性激素途径在出生后发育过程中促进男性特异性特征的形成。

Peg3还参与调节脂肪生成。Peg3通过与AclY的启动子区域结合,抑制AclY的表达,从而抑制脂肪生成。此外,Peg3在雌性乳腺组织中的表达水平高于雄性,这表明Peg3在脂肪生成中可能存在性别差异[2]。

Peg3的表达受到Yy1基因剂量的影响。Yy1基因剂量的减少导致Peg3表达上调,表明Yy1在Peg3印记域中发挥转录抑制因子的作用。此外,研究发现Peg3在特定脑区(如脉络丛、下丘脑室旁核和视上核)存在双等位基因表达,这表明母源Peg3等位基因在这些细胞类型中可能具有功能[3]。

Peg3突变对生殖和胎盘特异性基因家族的转录调控也有影响。Peg3突变导致雌性杂合子产生的成熟卵母细胞数量减少,从而导致产仔数减少。此外,Peg3突变导致胎盘特异性基因家族(如催乳素、组织蛋白酶和癌胚抗原细胞粘附分子家族)在胚胎脑中表达上调,这表明Peg3可能通过未知的表观遗传机制控制这些基因家族的转录[4]。

Peg3印记域包含多个印记基因,这些基因通过共同的顺式调控元件进行转录共调控,并在控制胎儿生长速率和母性养育行为方面发挥作用。Peg3印记域还显示一些独特特征,包括YY1介导的转录和印记调控;在进化过程中,将几个蛋白质编码成员转化为非编码RNA基因;以及与人类癌症的密切联系,Peg3和Usp29具有潜在的肿瘤抑制功能[5]。

Peg3对骨骼肌生长、卫星细胞代谢状态和自我更新也有调节作用。Peg3在肌肉干细胞和肌肉间质细胞的前体细胞中表达。Peg3的缺失导致肌肉质量减少和肌纤维数量减少,并影响卫星细胞的自我更新和再生能力。此外,Peg3突变导致与线粒体功能相关的基因表达失调,表明Peg3参与调节肌肉细胞的能量代谢[6]。

Peg3印记域基因的表达在牛胎儿的宫内生长受限模型中发生失调。ZIM2、APEG3和PEG3在MIMT1(Del/)胎儿胎盘中的表达均下调,这表明这些基因的表达可能受到协调调控。此外,MIMT1非编码转录本可能在胎儿胎盘的Peg3印记域基因表达调控中发挥重要作用[7]。

Peg3通过抑制Wnt信号通路和调节细胞凋亡发挥肿瘤抑制功能。Peg3通过结合β-连环蛋白并促进其通过p53/Siah1依赖性、GSK3β非依赖性蛋白酶体途径降解来抑制Wnt信号通路。Peg3的过表达导致β-连环蛋白蛋白表达减少,并抑制Wnt依赖性尾发育。此外,Peg3在人类细胞中抑制Wnt信号通路,并通过抑制细胞增殖和促进p53依赖性细胞凋亡来抑制肿瘤生长[8]。

Peg3通过表观遗传机制在肾细胞癌的发生发展中发挥作用。Peg3在肾细胞癌中表达下调,并被表观遗传沉默。EZH2介导的H3K27me3在PEG3启动子区域抑制PEG3的表达。EZH2特异性抑制剂通过将H3K27me3转化为H3K27ac,促进PEG3的转录表达。此外,PEG3的缺失导致p53信号通路激活受阻,使肾细胞癌对EZH2抑制剂治疗的抵抗力增加[9]。

Peg3与KAP1相互作用,通过KRAB-A结构域与共抑制因子KAP1结合。PEG3通过与KAP1相互作用,可能通过KAP1介导的抑制机制控制其下游基因的表达。这表明Peg3可能参与调节染色质重塑和基因表达的表观遗传调控[10]。

综上所述,Peg3是一种重要的父源表达印记基因,在多种生物学过程中发挥重要作用。Peg3的突变导致多种表型异常,包括生长发育迟缓、代谢紊乱、行为异常、繁殖能力下降和肿瘤易感性增加。Peg3通过性激素途径促进男性特异性特征的形成,并通过抑制Wnt信号通路和调节细胞凋亡发挥肿瘤抑制功能。此外,Peg3还参与调节脂肪生成、肌肉生长和卫星细胞代谢状态。Peg3的研究有助于深入理解印记基因的生物学功能和疾病发生机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。

参考文献:
1. Tanaka, Karo, Besson, Vanessa, Rivagorda, Manon, Marazzi, Giovanna, Sassoon, David A. 2022. Paternally expressed gene 3 (Pw1/Peg3) promotes sexual dimorphism in metabolism and behavior. In PLoS genetics, 18, e1010003. doi:10.1371/journal.pgen.1010003. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35025875/
2. Ghimire, Subash, Kim, Joomyeong. 2021. PEG3 controls lipogenesis through ACLY. In PloS one, 16, e0252354. doi:10.1371/journal.pone.0252354. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34048454/
3. Perera, Bambarendage P U, Teruyama, Ryoichi, Kim, Joomyeong. 2015. Yy1 gene dosage effect and bi-allelic expression of Peg3. In PloS one, 10, e0119493. doi:10.1371/journal.pone.0119493. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25774914/
4. Kim, Joomyeong, Frey, Wesley D, He, Hongzhi, Ye, An, Teruyama, Ryoichi. 2013. Peg3 mutational effects on reproduction and placenta-specific gene families. In PloS one, 8, e83359. doi:10.1371/journal.pone.0083359. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24391757/
5. He, Hongzhi, Kim, Joomyeong. 2014. Regulation and function of the peg3 imprinted domain. In Genomics & informatics, 12, 105-13. doi:10.5808/GI.2014.12.3.105. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25317109/
6. Correra, Rosa Maria, Ollitrault, David, Valente, Mariana, Marazzi, Giovanna, Sassoon, David A. 2018. The imprinted gene Pw1/Peg3 regulates skeletal muscle growth, satellite cell metabolic state, and self-renewal. In Scientific reports, 8, 14649. doi:10.1038/s41598-018-32941-x. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30279563/
7. Li, Shun, Pausch, Hubert, Venhoranta, Heli, Schnieke, Angelika, Flisikowski, Krzysztof. 2015. PEG3 domain gene expression in maternal and foetal placenta in intrauterine growth restricted bovine foetuses. In Animal genetics, 47, 106-9. doi:10.1111/age.12373. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26537866/
8. Jiang, Xiuli, Yu, Yi, Yang, Hong Wei, Frado, Laura, Johnson, Mark D. 2010. The imprinted gene PEG3 inhibits Wnt signaling and regulates glioma growth. In The Journal of biological chemistry, 285, 8472-80. doi:10.1074/jbc.M109.069450. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20064927/
9. Qiu, Teng, Ding, Yuanyuan, Qin, Jingting, Ji, Jing, Li, Guanchu. 2023. Epigenetic reactivation of PEG3 by EZH2 inhibitors suppresses renal clear cell carcinoma progress. In Cellular signalling, 107, 110662. doi:10.1016/j.cellsig.2023.110662. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37001595/
10. He, Hongzhi, Ye, An, Kim, Hana, Kim, Joomyeong. 2016. PEG3 Interacts with KAP1 through KRAB-A. In PloS one, 11, e0167541. doi:10.1371/journal.pone.0167541. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27898713/