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C57BL/6JCya-Trpv5em1flox/Cya 条件性基因敲除小鼠
复苏/繁育服务
产品名称:
Trpv5-flox
产品编号:
S-CKO-04712
品系背景:
C57BL/6JCya
小鼠资源库
* 使用本品系发表的文献需注明:Trpv5-flox mice (Strain S-CKO-04712) were purchased from Cyagen.
交付类型
周龄
性别
基因型
数量
基本信息
品系名称
C57BL/6JCya-Trpv5em1flox/Cya
品系编号
CKOCMP-194352-Trpv5-B6J-VA
产品编号
S-CKO-04712
基因名
Trpv5
品系背景
C57BL/6JCya
基因别称
CAT2;ECAC1;D630033B11
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:2429764 Homozygous mutant mice exhibit increased calcium excretion and reduced bone thickenss.
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
在研小鼠
环境标准
SPF
供应地区
中国
品系详情
Trpv5位于小鼠的6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Trpv5基因条件性敲除小鼠,性成熟后取精子冻存。
Trpv5-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。Trpv5基因位于小鼠6号染色体上,由15个外显子组成,其中ATG起始密码子在1号外显子,TGA终止密码子在15号外显子。条件性敲除区域(cKO区域)位于第2号至7号外显子,包含778个碱基对的编码序列。删除该区域会导致小鼠Trpv5基因功能的丧失。此外,携带敲除等位基因的小鼠表现出增加的钙排泄和减少的骨厚度。敲除第2号至7号外显子会导致基因的移码,并覆盖35.87%的编码区域。第1号内含子用于5'-loxP位点的插入,大小为4323个碱基对,第7号内含子用于3'-loxP位点的插入,大小为3233个碱基对。有效的cKO区域大小约为2.5千碱基对。该策略基于现有数据库中的遗传信息设计。由于生物过程的复杂性,现有技术水平的限制,所有loxP插入对基因转录、RNA剪接和蛋白质翻译的风险无法预测。
基因研究概述
TRPV5是TRP通道家族的一员,属于瞬时受体电位(TRP)通道家族。TRP通道家族是一类重要的离子通道,参与多种生理和病理过程。TRPV5具有对Ca2+离子的高选择性,并且具有多层次的Ca2+依赖性失活机制。它在Ca2+转运上皮细胞的顶端膜上表达,并且对1,25-二羟基维生素D3有强烈的响应。这些特性使其成为跨细胞Ca2+转运途径的第一步,即Ca2+进入通道,参与肠吸收、肾重吸收Ca2+、Ca2+向胎儿的胎盘转移以及许多其他过程。TRPV5的表达相对局限于肾脏的远曲小管和连接小管。与鱼类和鸟类只有一个TRPV6-like基因相比,哺乳动物同时具有TRPV5和TRPV6基因,这表明TRPV5基因很可能是在哺乳动物进化过程中从TRPV6基因复制而来,以满足复杂肾功能的需要。TRPV5和TRPV6在生理、病理和治疗条件下受到强烈的调节。恶性肿瘤如前列腺癌和乳腺癌中TRPV6水平的升高使其成为潜在的药物靶点。与TRPV5相比,TRPV6在非洲人群中的单核苷酸多态性(SNPs)水平异常高,这表明TRPV6基因在人类迁移出非洲时或之后受到了选择压力。TRPV6和TRPV5的SNPs可能有助于非洲人群的Ca2+保存机制[1]。
肾脏结石形成是人类面临的主要社会经济问题,涉及疼痛、反复治疗和肾功能不全。由于大多数肾结石的主要成分是钙,因此高钙尿症是形成肾结石的主要危险因素。高钙尿症的不同形式可以分类,主要源于参与钙稳态的主要器官的功能缺陷。可以区分肾性、吸收性和重吸收性高钙尿症,分别源于肾脏、肠道和骨骼中的钙处理异常。家族史阳性的个体患结石形成的风险增加,这强烈表明遗传易感因素的作用。TRPV5是肾上皮钙通道,是肾脏中主动钙重吸收的门控蛋白。在TRPV5基因敲除小鼠中,导致严重的高钙尿症,表明TRPV5是人体高钙尿症的有趣候选基因。该研究旨在识别和功能表征TRPV5基因异常。TRPV5编码区和内含子-外显子边界在20名患有肾性高钙尿症的患者中被筛选出基因突变。随后,通过膜片钳分析对发现的非同义多态性进行了功能表征。将野生型和TRPV5通道包括多态性瞬时表达在人胚肾(HEK)293细胞中,并通过膜片钳分析进行了功能表征。在肾性高钙尿症患者的TRPV5基因分型中,发现三种非同义和五种同义多态性。TRPV5突变体的电生理学表征未发现与野生型TRPV5通道记录相比存在显著的功能改变。在特定患者队列中,数据不支持TRPV5在肾性高钙尿症发病机制中的主要作用。然而,TRPV5不能排除为高钙尿症的候选基因[2]。
TRPV5是TRPV家族中两个表现出对Ca2+离子高选择性的通道之一。TRPV5介导Ca2+进入细胞,是跨上皮Ca2+转运的第一步。在肾脏远曲小管的特异性分布使TRPV5成为Ca2+重吸收的关键角色。TRPV5对1,25-二羟基维生素D3、甲状旁腺激素、雌激素和睾酮等激素的表达和/或活性作出响应,使其能够精确调节Ca2+重吸收。这种作用通过TRPV5转运和活性的调节进一步优化,这些调节包括其结合伙伴;共表达蛋白;管状因子,如calbindin-D28k、calmodulin、klotho、uromodulin和plasmin;细胞外和细胞内因子,如质子、Mg2+、Ca2+和磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸;以及流体流动。这些调节允许TRPV5根据身体对Ca2+的需求调整其整体活性,并防止肾结石的形成。小鼠Trpv5基因的点突变导致与Trpv5敲除小鼠相似的高钙尿症,表明TRPV5可能在人类高钙尿症疾病中发挥作用。此外,在非洲裔中普遍存在的Trpv5基因的单核苷酸多态性可能有助于非洲裔人群高效的肾Ca2+重吸收。TRPV5代表了一种潜在的药物靶点,用于治疗与Ca2+稳态改变相关的疾病[3]。
TRPV5是负责肾远曲小管上皮细胞Ca2+内流的基因。TRPV5是瞬时受体电位(TRP)通道家族中独特的成员,其特点是Ca2+选择性强。通过TRPV5的Ca2+通量以三种方式控制。首先,TRPV5基因的表达受到钙激素,如维生素D3和甲状旁腺激素的调节。其次,通过调节通道活性来控制通过TRPV5的Ca2+转运。例如,细胞内Ca2+通过反馈抑制调节通道活性。第三,通过将通道转移到质膜上来控制TRPV5。新发现的抗衰老激素Klotho通过从蛋白质的细胞外域切割掉糖残基来调节TRPV5,导致TRPV5在质膜上的表达延长。在TRPV5失活的小鼠中,导致严重的高钙尿症,这通过增加维生素D3水平导致肠道Ca2+吸收增加来补偿。此外,TRPV5缺陷小鼠与多尿症、尿液酸化和骨厚度减少相关。一些药物化合物,如免疫抑制剂FK506,通过调节TRPV5基因表达影响Ca2+平衡。这突出了阐明TRPV5在Ca2+相关疾病中的作用的重要性,从而增强了药物干预的可能性。本章描述了一种独特的TRP通道,并强调了其在肾Ca2+重吸收和整体Ca2+稳态调节中的作用[4]。
TRPV5是一种负责上皮细胞Ca2+内流的基因。TRPV5是瞬时受体电位(TRP)通道家族中独特的成员,其特点是Ca2+选择性强。通过TRPV5的Ca2+通量以三种方式控制。首先,TRPV5基因的表达受到钙激素,如维生素D3和甲状旁腺激素的调节。其次,通过调节通道活性来控制通过TRPV5的Ca2+转运。例如,细胞内Ca2+通过反馈抑制调节通道活性。第三,通过将通道转移到质膜上来控制TRPV5。新发现的抗衰老激素Klotho通过从蛋白质的细胞外域切割掉糖残基来调节TRPV5,导致TRPV5在质膜上的表达延长。在TRPV5失活的小鼠中,导致严重的高钙尿症,这通过增加维生素D3水平导致肠道Ca2+吸收增加来补偿。此外,TRPV5缺陷小鼠与多尿症、尿液酸化和骨厚度减少相关。一些药物化合物,如免疫抑制剂FK506,通过调节TRPV5基因表达影响Ca2+平衡。这突出了阐明TRPV5在Ca2+相关疾病中的作用的重要性,从而增强了药物干预的可能性。本章描述了一种独特的TRP通道,并强调了其在肾Ca2+重吸收和整体Ca2+稳态调节中的作用[4]。
TRPV5是TRP通道家族的一员,属于瞬时受体电位(TRP)通道家族。TRP通道家族是一类重要的离子通道,参与多种生理和病理过程。TRPV5具有对Ca2+离子的高选择性,并且具有多层次的Ca2+依赖性失活机制。它在Ca2+转运上皮细胞的顶端膜上表达,并且对1,25-二羟基维生素D3有强烈的响应。这些特性使其成为跨细胞Ca2+转运途径的第一步,即Ca2+进入通道,参与肠吸收、肾重吸收Ca2+、Ca2+向胎儿的胎盘转移以及许多其他过程。TRPV5的表达相对局限于肾脏的远曲小管和连接小管。与鱼类和鸟类只有一个TRPV6-like基因相比,哺乳动物同时具有TRPV5和TRPV6基因,这表明TRPV5基因很可能是在哺乳动物进化过程中从TRPV6基因复制而来,以满足复杂肾功能的需要。TRPV5和TRPV6在生理、病理和治疗条件下受到强烈的调节。恶性肿瘤如前列腺癌和乳腺癌中TRPV6水平的升高使其成为潜在的药物靶点。与TRPV5相比,TRPV6在非洲人群中的单核苷酸多态性(SNPs)水平异常高,这表明TRPV6基因在人类迁移出非洲时或之后受到了选择压力。TRPV6和TRPV5的SNPs可能有助于非洲人群的Ca2+保存机制[1]。
在印度西孟加拉邦,研究了TRPV5基因多态性与钙尿路结石的潜在关联。进行了一项病例对照研究,包括152名钙尿路结石患者和144名相应的健康对照。记录了流行病学和临床参数,并从每个个体中收集了外周血样本,随后通过聚合酶链反应扩增基因的整个编码区和外显子-内含子边界,并使用特异性的寡核苷酸引物进行扩增。然后通过双向DNA测序和病例与对照个体之间的序列比对来确定基因型。发现尿钙排泄在尿路结石患者中显著高于对照组(p值<0.0001)。共获得14个SNPs,其中一种非同义(rs4236480;p.Arg154His;CGT>CAT),一种同义(rs4252417;p.Tyr278Tyr;TAC>TAT)和三种内含子(rs4252400、rs4252402、rs4236481)SNPs被发现与尿路结石风险增加显著相关。对于非同义SNP rs4236480,'A'被认为是风险等位基因(OR 1.77,95% CI 1.24-2.51;p值0.001),基因型频率分析表明携带变异基因型AA的个体比携带野生型基因型GG的个体更容易患该疾病(OR 3.09,95% CI 1.26-7.59;p值0.0136),表明AA为风险基因型。非同义SNP rs4236480在印度西孟加拉邦人群中与尿路结石风险显著相关。需要进行未来的转化和更大规模的人群研究来验证我们的发现[5]。
埃及人中TRPV5、CASR和CALCR基因变异与肾脏结石疾病易感性相关。肾脏结石疾病(KSD)是一个紧迫的医疗问题,因为其发病率正在增加。与KSD发病机制相关的几个功能性基因多态性已在研究中发现。其中,瞬时受体电位香草酸受体成员5(TRPV5)基因的rs4236480、钙感应受体(CASR)基因的rs1801725和降钙素受体(CALCR)基因的rs1801197似乎非常重要。由于埃及人的数据稀少,这项研究旨在评估这些候选基因变异与埃及人群发展KSD风险之间的相关性。为此,测量了生化参数,并使用等位基因区分测定法对134名KSD患者和86名年龄和性别匹配的健康受试者进行了三种多态性的基因分型。结果显示,研究变异的基因型和等位基因频率在病例和对照之间显著不同。在所有测试的遗传模型中,三种多态性显著增加了KSD的风险(OR范围从2.152到5.994),除了CALCR rs1801197多态性的隐性模型在Bonferroni校正后。通过多因子降维分析进行的基因-基因相互作用分析选择了三个位点的组合作为与KSD易感性相关的最佳模型,OR为9.706。此外,还发现了TRPV5 rs4236480和CALCR rs1801197变异之间的协同相互作用以及CASR rs1801725和CALCR rs1801197变异之间的协同相互作用。总之,TRPV5 rs4236480、CASR rs1801725和CALCR rs1801197多态性与埃及人群的KSD风险显著相关。此外,它们之间的复杂相互作用可能对发展KSD的遗传易感性有影响[6]。
肾脏结石疾病(KSD)是一种常见且可能危及生命的疾病,一半的患者在5-10年内经历重复的肾脏结石发作。尽管KSD的遗传易感性的估计遗传力约为50%,但国际指南并没有跟上发现KSD遗传原因的步伐。欧洲泌尿外科协会指南列出7个KSD的遗传原因作为“高风险”。目前已知有46个单基因(单基因)原因导致肾脏结石疾病,另有23个基因存在关联证据。也有证据表明,KSD存在多基因风险。关于复发疾病的研究证据不足,只有一项全基因组关联研究调查了这种现象,发现了两个相关基因(SLC34A1和TRPV5)。然而,在没有其他证据的情况下,具有KSD遗传易感性的患者应被视为“高风险”。需要进一步研究来描述复发疾病与单基因和多基因关联的特征,以便进行适当的风险分层。必须平衡测试结果的持久性与成本。这将允许在最初未找到遗传原因的情况下进行回顾性分析。我们建议对所有儿童、<25岁的成年人和具有与高风险疾病相关的因素的老龄患者使用基因面板进行基因检测,在更广泛的代谢评估的背景下。具有遗传易感性的患者应通过多学科团队方法进行管理,包括泌尿科医生、放射科医生、肾脏科医生、临床遗传学家和化学病理学家。这将使适当的随访、咨询和潜在的预防成为可能[7]。
综上所述,TRPV5是一种重要的钙通道,在肾脏中发挥关键作用。TRPV5具有对Ca2+离子的高选择性,并且在肾脏远曲小管的顶端膜上表达,参与钙的重吸收。TRPV5的表达和活性受到多种因素的调节,包括激素、结合伙伴、管状因子、细胞内和细胞外因子以及流体流动。这些调节机制允许TRPV5根据身体对Ca2+的需求调整其活性,并防止肾结石的形成。TRPV5基因的多态性可能与非洲人群的Ca2+保存机制有关,并且可能与肾结石疾病的风险相关。此外,TRPV5在肾脏钙稳态调节中的重要作用使其成为治疗与Ca2+稳态改变相关的疾病的潜在靶点。
参考文献:
1. Peng, Ji-Bin. . TRPV5 and TRPV6 in transcellular Ca(2+) transport: regulation, gene duplication, and polymorphisms in African populations. In Advances in experimental medicine and biology, 704, 239-75. doi:10.1007/978-94-007-0265-3_14. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21290300/
2. Renkema, Kirsten Y, Lee, Kyupil, Topala, Catalin N, Bindels, René J, Hoenderop, Joost G. 2009. TRPV5 gene polymorphisms in renal hypercalciuria. In Nephrology, dialysis, transplantation : official publication of the European Dialysis and Transplant Association - European Renal Association, 24, 1919-24. doi:10.1093/ndt/gfn735. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19131347/
3. Na, Tao, Peng, Ji-Bin. . TRPV5: a Ca(2+) channel for the fine-tuning of Ca(2+) reabsorption. In Handbook of experimental pharmacology, 222, 321-57. doi:10.1007/978-3-642-54215-2_13. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24756712/
4. Mensenkamp, A R, Hoenderop, J G J, Bindels, R J M. . TRPV5, the gateway to Ca2+ homeostasis. In Handbook of experimental pharmacology, , 207-20. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17217059/
5. Mitra, Pubali, Pal, Dilip Kumar, Das, Madhusudan. 2019. Association of TRPV5 gene polymorphism with calcium urolithiasis: a case-control study from West Bengal, India. In World journal of urology, 38, 1311-1322. doi:10.1007/s00345-019-02911-7. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31428848/
6. Ali, Fahmy T, El-Azeem, Eman M Abd, Hekal, Hala F A, Mandoh, AbdAllah Y, Soliman, Ahmed F. 2022. Association of TRPV5, CASR, and CALCR genetic variants with kidney stone disease susceptibility in Egyptians through main effects and gene-gene interactions. In Urolithiasis, 50, 701-710. doi:10.1007/s00240-022-01360-z. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36088585/
7. Geraghty, Robert, Lovegrove, Catherine, Howles, Sarah, Sayer, John A. 2024. Role of Genetic Testing in Kidney Stone Disease: A Narrative Review. In Current urology reports, 25, 311-323. doi:10.1007/s11934-024-01225-5. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39096463/