Iqub-flox 基因敲除小鼠

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产品名称

Iqub-flox 基因敲除小鼠

产品编号

S-CKO-05863

品系全称

C57BL/6JCya-Iqubem1flox/Cya

品系背景

C57BL/6JCya

品系编号

CKOCMP-214704-Iqub-B6J-VA

品系状态

使用本品系发表的文献需注明: Iqub-flox 基因敲除小鼠 mice (Strain S-CKO-05863) 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
IQ motif and ubiquitin domain containing
基因别称
4932408B21Rik,Trs4
染色体号
Chr 6 (Mouse)
转录本 ID
NCBI: NM_172535 | Ensembl: ENSMUST00000052277
修饰方式
条件性基因敲除
靶向范围
Exon 4~5
敲除长度
~0.9 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:3041159Mice homozygous for a null allele exhibit male sterility associated with asthenozoospermia and reduced flagellum bending.
IQUB基因,也称为IQ motif and ubiquitin domain-containing基因,编码IQUB蛋白。该蛋白在哺乳动物睾丸中高度且特异性表达,并与多种蛋白质相互作用,包括radial spoke head 3 (RSPH3)、CEP295 N-terminal like (CEP295NL或DDC8)、glutathione S-transferase mu 1 (GSTM1)和outer dense fiber of sperm tails 1 (ODF1) [1]。IQUB蛋白在精子鞭毛的形成和功能中发挥重要作用,其缺陷可能导致男性不育症。

研究发现,IQUB基因的变异与男性不育症有关,尤其是表现为精子活力低下的无精子形态异常的男性不育症。通过全外显子测序,研究人员在126名典型精子活力低下的男性不育症患者中发现了一种新的IQUB基因变异。构建了IQUB基因敲除和敲入小鼠模型,通过扫描电镜和透射电镜观察精子超微结构,发现这些小鼠模型和受影响的个体精子都具有放射突缺陷。功能实验表明,IQUB可能在低Ca2+环境中招募calmodulin,通过抑制RSPH3/p-ERK1/2的活性,促进放射突的正常组装 [1]。

除了在男性不育症中的作用,IQUB基因还与乳腺癌的发生发展有关。研究发现,IQUB基因在乳腺癌中的表达显著增加,且与乳腺癌的病理分化程度呈正相关。IQUB基因过表达可以明显促进乳腺癌细胞MCF-7的增殖和迁移,并增加其在S和G2/M期的比例,而IQUB基因敲低则抑制了乳腺癌细胞MDA-MB-231的增殖和迁移,并增加了其在G1期的比例。此外,IQUB基因过表达或敲低与LicI或MG-132处理结合,表明IQUB通过激活Akt促进GSK3β磷酸化,进而激活Wnt/β-catenin信号通路 [2]。

IQUB基因还与纤毛的形态和功能有关。研究发现,ARL3T31A和ARL3T31A/C118F突变导致纤毛形成减少,而ARL3T31A/C118F突变还导致纤毛明显延长和逆行运输受损。RNA测序结果显示,与ARL3T31A相比,ARL3T31A/C118F成纤维细胞表现出与神经元投射发育、组织形态发生和细胞外基质(ECM)组织相关的生物过程的富集,并在ECM受体相互作用、粘着斑和TGF-β信号通路中观察到明显的变化。蛋白质组学结果显示,ARL3T31A/C118F成纤维细胞中IQUB、UNC13D、RAB3IP和GRIP1等核心调节基因的表达下调。此外,IQUB基因对ARL3T31A/C118F成纤维细胞中观察到的过长纤毛表现出挽救作用 [3]。

IQUB基因在细胞纤毛的形态和功能中发挥重要作用。通过siRNA敲低40个假定的纤毛基因,研究人员发现,IQUB基因的敲低导致纤毛延长,而Arl3、Nme7和Ssna1的敲低则导致纤毛运输受损,但纤毛长度没有改变 [4]。

IQUB基因还与2型糖尿病的治疗有关。研究发现,Celastrol可以通过多种方式逆转胰岛素抵抗,预防和治疗2型糖尿病。通过生物信息学、网络药理学和人工智能,研究人员预测了Celastrol治疗2型糖尿病的潜在机制和信号通路。在预测的Celastrol治疗靶点中,包括IQUB基因,以及TGF-β信号通路等9条治疗信号通路 [5]。

IQUB基因的变异还与双相情感障碍和焦虑障碍有关。研究发现,一个家系中3名受影响的女性和1名未受影响的男性,其发病年龄早,病程严重,包括多次自杀尝试,且没有不良的产前或早年生活事件。外显子测序发现,IQUB基因等8个脑表达的基因中存在非常罕见、杂合、可能损害蛋白质的变异。这些基因编码的蛋白质在ERK/MAPK和CREB调控的细胞内信号通路中发挥重要作用,这些通路是神经元和突触可塑性、认知、情感调节和对慢性应激反应的中心。此外,这些通路中的蛋白质是常用的情绪稳定药物,如三环类抗抑郁药、锂和丙戊酸的目标。这些通路中多个罕见、有害突变的组合可能导致恢复力降低,对压力事件的易感性增加 [6]。

综上所述,IQUB基因在多种生物学过程中发挥重要作用,包括精子鞭毛的形成和功能、乳腺癌的发生发展、纤毛的形态和功能、2型糖尿病的治疗以及双相情感障碍和焦虑障碍的发生。IQUB基因的变异可能导致多种疾病的发生和发展,包括男性不育症、乳腺癌、纤毛功能障碍和双相情感障碍等。对IQUB基因的研究有助于深入理解其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. Zhang, Zhihua, Zhou, Hongbin, Deng, Xujing, Sang, Qing, Bao, Shihua. . IQUB deficiency causes male infertility by affecting the activity of p-ERK1/2/RSPH3. In Human reproduction (Oxford, England), 38, 168-179. doi:10.1093/humrep/deac244. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36355624/
2. Li, Kai, Ma, Yan-Bin, Zhang, Zun, He, Xin, Wei, Lei. 2018. Upregulated IQUB promotes cell proliferation and migration via activating Akt/GSK3β/β-catenin signaling pathway in breast cancer. In Cancer medicine, 7, 3875-3888. doi:10.1002/cam4.1568. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29968965/
3. Zhang, Xiaoli, Yao, Shun, Zhang, Lujia, Lei, Bo, Jin, Xiuxiu. . Mechanisms underlying morphological and functional changes of cilia in fibroblasts derived from patients bearing ARL3T31A and ARL3T31A/C118F mutations. In FASEB journal : official publication of the Federation of American Societies for Experimental Biology, 38, e23519. doi:10.1096/fj.202301906R. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38457249/
4. Lai, Cary K, Gupta, Nidhi, Wen, Xiaohui, Li, Li, Scales, Suzie J. 2011. Functional characterization of putative cilia genes by high-content analysis. In Molecular biology of the cell, 22, 1104-19. doi:10.1091/mbc.E10-07-0596. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21289087/
5. Wu, Ming, Zhang, Yan. 2022. Combining bioinformatics, network pharmacology and artificial intelligence to predict the mechanism of celastrol in the treatment of type 2 diabetes. In Frontiers in endocrinology, 13, 1030278. doi:10.3389/fendo.2022.1030278. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36339449/
6. Luo, Jiahuan, Tang, Li, Zhang, Ruopeng, You, Dingyun, Yuan, Qian. 2023. Transcriptome-wide profile of 1α,25 dihydroxyvitamin D3 in HTR-8/SVneo cells. In The journal of obstetrics and gynaecology research, 49, 2093-2101. doi:10.1111/jog.15685. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37277920/