智鼠故事 
C57BL/6JCya-Sptan1em1flox/Cya 条件性基因敲除小鼠
复苏/繁育服务
产品名称：
Sptan1-flox
产品编号：
S-CKO-05229
品系背景：
C57BL/6JCya
* 使用本品系发表的文献需注明：Sptan1-flox mice (Strain S-CKO-05229) 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-Sptan1em1flox/Cya
品系编号
CKOCMP-20740-Sptan1-B6J-VA
产品编号
S-CKO-05229
基因名
Sptan1
品系背景
C57BL/6JCya
基因别称
Spna2；Spna-2；2610027H02Rik
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:98386 Homozygous deletion of the exons encoding the CCC region are normal. Mice homozygous for a gene trap allele exhibit embryonic lethality and abnormal nervous system, heart and craniofacial morphology.
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
Sptan1位于小鼠的2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Sptan1基因条件性敲除小鼠，性成熟后取精子冻存。
Sptan1-flox小鼠模型是由赛业生物（Cyagen）利用基因编辑技术构建的条件性基因敲除小鼠。Sptan1基因位于小鼠2号染色体上，由57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57号外显子。条件性敲除区域（cKO区域）位于第19至21号外显子，包含约2407个碱基对的编码序列。删除该区域会导致小鼠Sptan1基因功能的丧失。Sptan1-flox小鼠模型的构建过程包括将核糖核蛋白（RNP）和靶向载体共同注入受精卵。随后，对出生的小鼠进行PCR和测序分析进行基因型鉴定。该模型可用于研究Sptan1基因在小鼠体内的功能。
基因研究概述
SPTAN1（非红细胞αII-肌动蛋白）是一种编码非红细胞αII-肌动蛋白的基因，该蛋白是细胞骨架的重要成分。αII-肌动蛋白在细胞内具有多种功能，包括与细胞骨架元素和质膜的结合，确保膜蛋白的适当定位，信号转导和细胞骨架构建。αII-肌动蛋白是由SPTAN1基因编码的α亚基和SPTBN1、SPTBN2、SPTBN4和SPTBN5基因编码的β亚基组装而成的。SPTAN1基因的变异与多种神经系统疾病相关，包括癫痫、智力障碍、遗传性运动神经病等[10]。
多篇研究表明，SPTAN1基因的变异与多种神经系统疾病相关。Morsy等人通过在100,000个基因组项目中进行SPTAN1基因富集分析，发现在家族性共济失调（HA）或家族性痉挛性截瘫（HSP）的患者中，存在显著富集的罕见（等位基因频率小于1×10-5）的SPTAN1变异[1]。他们还发现，SPTAN1基因的变异可以导致神经发育障碍，并根据临床表型将患者分为三个不同的亚组：发育性癫痫脑病、发育性延迟伴或不伴癫痫，以及纯或复杂的HSP/HA。
Van de Vondel等人通过筛选10,000个NGS数据集，发现SPTAN1基因的变异与共济失调和痉挛性截瘫相关[2]。他们描述了22名患者，其中14个家庭有五个新的SPTAN1变异。在这些患者中，6名患者患有小脑性共济失调，其中4名患者携带新的SPTAN1变异，2名患者表现为散发性遗传。此外，他们还报道了15名患者携带新的错义突变（p.Arg19Trp），这些患者患有痉挛性截瘫，其中7个家庭有显性遗传模式，4个家庭为散发病例。他们还发现，突变的氨基酸位于关键连接位置，连接三个螺旋束的肌动蛋白重复单元。
Tohyama等人回顾了SPTAN1基因变异导致的癫痫性脑病的临床特征[3]。他们发现，SPTAN1基因的变异导致的主要临床特征包括癫痫性脑病伴发高幅节律、无视觉注意力、获得性小头畸形、痉挛性四肢瘫痪和严重的智力障碍。他们还发现，只有在SPTAN1基因的C末端区域的最后两个肌动蛋白重复中发生内框突变，才会导致显性负效应和特定的表型。他们还指出，SPTAN1基因变异导致的癫痫性脑病是一种独特的临床综合征，儿科神经病学家应该认识到这一点，以便为患者提供适当的诊断程序。
Rosenfeld等人发现，SPTBN1基因的杂合变异与智力障碍和自闭症相关[4]。他们通过外显子测序和病例匹配，发现了7名无血缘关系的个体携带SPTBN1基因的杂合变异。这些个体的共同特征包括全球发育延迟、智力障碍和行为障碍。他们还发现，SPTBN1基因的变异可能导致单倍型不足机制，但需要进一步的功能研究来阐明疾病的发病机制。
Megarbane等人回顾了黎巴嫩人群遗传性神经肌肉疾病的临床和分子数据[5]。他们发现，黎巴嫩人群中神经肌肉疾病的发病率和频率很高，其中脊髓性肌萎缩（SMA）是最常见的疾病，估计每7,500次出生中就有1例。他们还发现，杜氏和贝克肌肉营养不良症是第二常见的神经肌肉疾病。这些数据表明，黎巴嫩人群中神经肌肉疾病的发病率很高，需要建立一个区域性的神经肌肉疾病患者登记册。
Xie等人报道了一例可能由新的纯合子SPTAN1突变引起的复杂性HSP病例[6]。他们发现，该患者具有早期发作的运动症状，伴有上运动神经元瘫痪和智力障碍，这与复杂性HSP相符。基因分析发现，该患者SPTAN1基因中存在一个罕见的纯合子错义突变，该突变由计算机预测为有害。他们的研究结果支持了双等位基因SPTAN1变异与HSP相关的观点，并建议在纯HSP和复杂性HSP患者中进行SPTAN1基因筛查。
Dohrn等人回顾了遗传性运动神经病（HMN）的发病机制[7]。他们发现，HMN包括一系列罕见的、进行性致残的疾病，表现为长度依赖性肌肉无力和萎缩。他们还发现，SPTAN1基因是HMN发病机制中涉及的几个新基因之一。他们还指出，遗传测序和数据解释方法的最新发展使诊断方法更加广泛，而治疗方法正在变得更加个体化。
Gartner等人描述了两个患有SPTAN1基因新变异的儿童，这些变异与异常甲状腺功能有关[8]。他们发现，这两个儿童的表型与已知的SPTAN1脑病表型一致，但与之前报道的几乎所有携带杂合子SPTAN1变异的患者以及所有携带C末端编码区域附近变异的患者不同，这两个儿童没有癫痫发作。他们还发现，这两个变异都导致mRNA表达减少，尽管它们在基因中的位置和临床表型不同。
Syrbe等人通过不同的分子遗传学技术，确定了20名携带致病或可能致病的SPTAN1变异的患者，并回顾了他们的临床、遗传和影像学数据[9]。他们发现，SPTAN1基因的变异导致了一系列神经发育表型，包括6名患者有轻至中度智力障碍，伴有或不伴有癫痫和行为障碍，以及14名患者有婴儿期癫痫性脑病，其中13名患者有严重的神经发育障碍，4名患者在幼年时死亡。他们还发现，神经损伤和癫痫的严重程度与结构性异常的严重程度、突变类型和位置相关。他们还使用来自5名患者的成纤维细胞研究了肌动蛋白聚集体的形成。他们发现，在α/β肌动蛋白异源二聚体区域发生突变的成纤维细胞中，观察到αII/βII聚集物和αII肌动蛋白在不可溶性蛋白部分中。他们还使用分子模型研究了7个SPTAN1氨基酸变化，发现每个突变的肌动蛋白重复单元中的A、B和/或C螺旋结构发生了改变。
综上所述，SPTAN1基因的变异与多种神经系统疾病相关，包括癫痫、智力障碍、遗传性运动神经病等。SPTAN1基因的变异可以导致神经发育障碍，并根据临床表型将患者分为三个不同的亚组：发育性癫痫脑病、发育性延迟伴或不伴癫痫，以及纯或复杂的HSP/HA。SPTAN1基因的变异还可以导致异常甲状腺功能。这些发现有助于我们更好地理解SPTAN1基因变异的致病机制，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. Morsy, Heba, Benkirane, Mehdi, Cali, Elisa, Vandrovcova, Jana, Houlden, Henry. 2022. Expanding SPTAN1 monoallelic variant associated disorders: From epileptic encephalopathy to pure spastic paraplegia and ataxia. In Genetics in medicine : official journal of the American College of Medical Genetics, 25, 76-89. doi:10.1016/j.gim.2022.09.013. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36331550/
2. Van de Vondel, Liedewei, De Winter, Jonathan, Beijer, Danique, Basak, A Nazli, Baets, Jonathan. 2022. De Novo and Dominantly Inherited SPTAN1 Mutations Cause Spastic Paraplegia and Cerebellar Ataxia. In Movement disorders : official journal of the Movement Disorder Society, 37, 1175-1186. doi:10.1002/mds.28959. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35150594/
3. Tohyama, Jun, Nakashima, Mitsuko, Nabatame, Shin, Matsumoto, Naomichi, Saitsu, Hirotomo. 2015. SPTAN1 encephalopathy: distinct phenotypes and genotypes. In Journal of human genetics, 60, 167-73. doi:10.1038/jhg.2015.5. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25631096/
4. Rosenfeld, Jill A, Xiao, Rui, Bekheirnia, Mir Reza, Posey, Jennifer E, Lee, Brendan H. 2021. Heterozygous variants in SPTBN1 cause intellectual disability and autism. In American journal of medical genetics. Part A, 185, 2037-2045. doi:10.1002/ajmg.a.62201. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33847457/
5. 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/
6. Xie, Fei, Chen, Shuqi, Liu, Peng, Chen, Xinhui, Luo, Wei. 2021. SPTAN1 variants likely cause autosomal recessive complicated hereditary spastic paraplegia. In Journal of human genetics, 67, 165-168. doi:10.1038/s10038-021-00975-1. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34526651/
7. Dohrn, Maike F, Saporta, Mario. . Hereditary motor neuropathies. In Current opinion in neurology, 33, 568-574. doi:10.1097/WCO.0000000000000848. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32796276/
8. Gartner, Valerie, Markello, Thomas C, Macnamara, Ellen, Gahl, William A, Lee, Paul R. 2018. Novel variants in SPTAN1 without epilepsy: An expansion of the phenotype. In American journal of medical genetics. Part A, 176, 2768-2776. doi:10.1002/ajmg.a.40628. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30548380/
9. Syrbe, Steffen, Harms, Frederike L, Parrini, Elena, Kutsche, Kerstin, Guerrini, Renzo. . Delineating SPTAN1 associated phenotypes: from isolated epilepsy to encephalopathy with progressive brain atrophy. In Brain : a journal of neurology, 140, 2322-2336. doi:10.1093/brain/awx195. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29050398/
10. Lorenzo, Damaris N, Edwards, Reginald J, Slavutsky, Anastasia L. 2023. Spectrins: molecular organizers and targets of neurological disorders. In Nature reviews. Neuroscience, 24, 195-212. doi:10.1038/s41583-022-00674-6. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36697767/
