智鼠故事 
C57BL/6JCya-Mcuem1flox/Cya 条件性基因敲除小鼠
复苏/繁育服务
产品名称：
Mcu-flox
产品编号：
S-CKO-05953
品系背景：
C57BL/6JCya
* 使用本品系发表的文献需注明：Mcu-flox mice (Strain S-CKO-05953) 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-Mcuem1flox/Cya
品系编号
CKOCMP-215999-Mcu-B6J-VA
产品编号
S-CKO-05953
基因名
Mcu
品系背景
C57BL/6JCya
基因别称
Gm64；C10orf42；Ccdc109a；2010012O16Rik；D130073L02Rik
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:3026965 Mice homozygous for a gene trap allele exhibit impaired calcium-induced permeability transition pore opening, decreased body size and weight, decreased exercise endurance and decreased grip strength.
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
活体
环境标准
SPF
供应地区
中国
品系详情
Mcu位于小鼠的10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Mcu基因条件性敲除小鼠，性成熟后取精子冻存。
Mcu-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。Mcu基因位于小鼠10号染色体上，由8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8号外显子。条件性敲除区域（cKO区域）位于5号外显子和6号外显子，包含2364个碱基对的编码序列。删除该区域会导致小鼠Mcu基因功能的丧失。Mcu-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。携带敲除等位基因的小鼠表现出钙诱导的通透性转变孔开放受损，体重和体长减小，运动耐力和握力降低。Mcu-flox小鼠模型可用于研究Mcu基因在小鼠体内的功能，如钙离子代谢、能量代谢等生物学过程。
基因研究概述
基因Mcu（Mitochondrial Calcium Uniporter）是一种关键的蛋白质，负责调节线粒体内的钙离子（Ca2+）水平。线粒体作为细胞内的能量工厂，其Ca2+水平对于维持细胞内的能量代谢和信号传导至关重要。Mcu是线粒体钙离子通道复合体（MCU complex）的核心组成部分，负责将Ca2+从细胞质转运到线粒体基质中。这种转运对于调节线粒体的功能至关重要，包括能量产生、细胞信号传导、细胞凋亡和自噬等过程。
在心脏组织中，Mcu的表达对于维持心脏的正常功能至关重要。研究显示，慢性应激（如β-肾上腺素受体激动剂ISO的长期应用）会增加心脏组织中Mcu的表达，从而提高线粒体内的Ca2+浓度。这有助于维持心脏细胞内的Ca2+稳态，防止心脏细胞死亡和病理性肥大，从而保护心脏免受应激诱导的病理性重塑[1]。然而，在肝脏中，Mcu的表达过多却会加剧镉诱导的肝毒性。镉暴露会增加肝脏中Mcu的表达，导致线粒体内Ca2+过度摄入，从而激活过度自噬，导致肝细胞损伤和死亡[2]。
Mcu的表达受多种因素的调节。在心脏组织中，β-肾上腺素受体/CaMKIIδB/CREB信号通路可以上调Mcu基因的表达，从而保护心脏免受应激诱导的病理性重塑。而在肝脏中，镉暴露会通过磷酸化激活cAMP反应元件结合蛋白（CREB）来上调Mcu基因的表达，进而导致过度自噬和肝毒性[2]。此外，电刺激也可以影响肌肉组织中Mcu的表达。低频电刺激可以减少肌肉组织中Mcu复合物的mRNA水平，这可能与其促进肌肉从快型纤维向慢型纤维的表型转变有关[3]。
Mcu的功能异常与多种疾病的发生发展密切相关。研究发现，Mcu基因缺失的肌肉组织表现出更高的脂肪酸氧化和较低的脂肪积累，而Mcu基因抑制的肌肉组织则表现出相反的现象，即较低的脂肪酸氧化和逐渐增加的肥胖[4]。此外，Mcu基因多态性与肥胖的发生风险也密切相关。研究发现，某些Mcu基因多态性在非洲裔美国人群中与肥胖风险增加相关，而在白人中则具有保护作用[5]。此外，Mcu基因的突变还与杜氏肌营养不良症的发生有关。研究发现，在杜氏肌营养不良症小鼠模型中，Mcu基因的缺失并不能防止线粒体内Ca2+的过度积累，这表明线粒体存在一种不依赖于Mcu的Ca2+摄入机制，可以导致细胞死亡和组织损伤[6]。
总之，基因Mcu是线粒体钙离子通道复合体的核心组成部分，对于维持细胞内的Ca2+稳态和调节线粒体的功能至关重要。Mcu的表达受多种因素的调节，其功能异常与多种疾病的发生发展密切相关。深入研究Mcu的生物学功能和调控机制，有助于理解线粒体Ca2+信号传导在疾病发生中的作用，并为开发新的治疗策略提供理论基础。
参考文献：
1. Wang, Pei, Xu, Shangcheng, Xu, Jiqian, Tian, Rong, Wang, Wang. 2022. Elevated MCU Expression by CaMKIIδB Limits Pathological Cardiac Remodeling. In Circulation, 145, 1067-1083. doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.121.055841. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35167328/
2. Liu, Cong, Li, Hui-Juan, Duan, Wei-Xia, Liu, Yong-Sheng, Xu, Shang-Cheng. 2023. MCU Upregulation Overactivates Mitophagy by Promoting VDAC1 Dimerization and Ubiquitination in the Hepatotoxicity of Cadmium. In Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany), 10, e2203869. doi:10.1002/advs.202203869. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36642847/
3. Quezada, Esteban R, Díaz-Vegas, Alexis, Jaimovich, Enrique, Casas, Mariana. 2021. Changes in Gene Expression of the MCU Complex Are Induced by Electrical Stimulation in Adult Skeletal Muscle. In Frontiers in physiology, 11, 601313. doi:10.3389/fphys.2020.601313. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33574764/
4. Huo, Jiuzhou, Molkentin, Jeffery D. 2024. MCU genetically altered mice suggest how mitochondrial Ca2+ regulates metabolism. In Trends in endocrinology and metabolism: TEM, 35, 918-928. doi:10.1016/j.tem.2024.04.005. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38688781/
5. Avery, Jade, Leak-Johnson, Tennille, Francis, Sharon C. 2024. Association between MCU Gene Polymorphisms with Obesity: Findings from the All of Us Research Program. In Genes, 15, . doi:10.3390/genes15040512. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38674446/
6. D'Angelo, Donato, Rizzuto, Rosario. 2023. The Mitochondrial Calcium Uniporter (MCU): Molecular Identity and Role in Human Diseases. In Biomolecules, 13, . doi:10.3390/biom13091304. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37759703/
