智鼠故事 
C57BL/6JCya-Ucp3em1flox/Cya 条件性基因敲除小鼠
复苏/繁育服务
产品名称：
Ucp3-flox
产品编号：
S-CKO-06530
品系背景：
C57BL/6JCya
* 使用本品系发表的文献需注明：Ucp3-flox mice (Strain S-CKO-06530) 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-Ucp3em1flox/Cya
品系编号
CKOCMP-22229-Ucp3-B6J-VA
产品编号
S-CKO-06530
基因名
Ucp3
品系背景
C57BL/6JCya
基因别称
UCP-3；Slc25a9
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:1099787 Homozygous null mutants exhibit a lack of superoxide-induced uncoupling in skeletal muscle mitochondria, accompanied by increased reactive oxygen species formation.
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
Ucp3位于小鼠的7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Ucp3基因条件性敲除小鼠，性成熟后取精子冻存。
Ucp3-flox小鼠是由赛业生物（Cyagen）采用基因编辑技术构建的条件性敲除小鼠。Ucp3基因位于小鼠7号染色体上，由7个外显子组成，其中ATG起始密码子在2号外显子，TGA终止密码子在7号外显子。条件性敲除区域（cKO区域）位于3号和4号外显子，包含403个碱基对的编码序列。删除该区域会导致小鼠Ucp3基因功能的丧失。Ucp3-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。此外，对于携带敲除等位基因的小鼠，其3号内含子插入5'-loxP位点，大小为493 bp；4号内含子插入3'-loxP位点，大小为1189 bp。有效的cKO区域大小约为1.2 kb。此外，对于携带敲除等位基因的小鼠，其3号和4号外显子的敲除会导致基因移码，覆盖了43.61%的编码区域。同时，这些小鼠表现出缺乏超氧阴离子诱导的骨骼肌线粒体解偶联，伴随有活性氧物种形成增加。Ucp3-flox小鼠可用于研究Ucp3基因在小鼠体内的功能。
基因研究概述
基因Ucp3，即解偶联蛋白3，是一种在哺乳动物中表达于骨骼肌和心脏的线粒体载体蛋白。它属于解偶联蛋白家族，这些蛋白通过降低线粒体膜电位来调节能量代谢，将能量以热的形式释放，而不是以ATP的形式储存。Ucp3在脂肪酸代谢和线粒体氧化还原调节中发挥着重要作用，尤其是在能量需求增加的情况下，例如在高脂饮食或寒冷环境中。Ucp3的表达受多种转录因子的调控，包括过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1-α（PGC-1α）和PPARβ。
在骨骼肌细胞中，PGC-1α/PPARβ轴是Ucp3基因表达的关键介质，通过激活Ucp3基因启动子上的远端PPAR反应元件来诱导其表达。这一机制在肌生成过程中被激活，并且在高浓度的脂肪酸作用下独立于PGC-1α蛋白水平。Ucp3对于PGC-1α诱导的氧化能力和对脂肪酸暴露的适应性线粒体反应至关重要。这些发现为进一步的证据表明了共激活因子在维持线粒体稳态中的广泛作用，并将PGC-1ɑ/PPARβ轴定位为骨骼肌细胞中Ucp3基因分子调控的一个基本组成部分[1]。
在土耳其肥胖儿童中，UCP3基因的55C/T多态性与肥胖和相关的病理状态没有关联。然而，UCP2基因的Ins/Del多态性中Ins等位基因的存在被发现对葡萄糖负荷后的早期胰岛素反应有不利影响[2]。这表明UCP2和UCP3基因的多态性可能与肥胖和代谢相关疾病有关，但具体机制仍需进一步研究。
bta-miR-152通过靶向UCP3基因影响牛乳腺上皮细胞中的细胞甘油三酯含量。bta-miR-152的表达与UCP3和PRKAA1的表达趋势相反。bta-miR-152模拟组的UCP3表达显著降低，PRKAA1表达也下降，细胞内甘油三酯含量显著增加。而bta-miR-152抑制组则表现为UCP3表达显著增加，细胞内甘油三酯含量显著下降。这表明bta-miR-152通过靶向UCP3来调节细胞内的甘油三酯含量[3]。
在Gene SMART研究中，ACE I/D基因变异预测了血液中ACE酶的含量，但与人类骨骼肌中ACE、UCP2和UCP3的蛋白含量无关。研究发现，ACE I/D基因变异与血液中ACE酶含量相关，但与肌肉中ACE、UCP2和UCP3的蛋白含量无关。这表明ACE I/D基因变异对肌肉中UCP蛋白的表达没有直接影响[4]。
在裂殖酵母中，ucp3基因编码一个假定的Arf6 GTP酶活化蛋白。Ucp3在细胞周围均匀分布，其定位不依赖于微管、肌动蛋白细胞骨架、Arf6和Syt22。基因敲除实验表明Ucp3对细胞存活至关重要。Ucp3可能作为Arf6的GAP发挥作用，并可能具有其他对细胞存活重要的功能[5]。
在用曲格列酮治疗的Zucker肥胖大鼠中，UCP3基因表达与肌肉氧化率没有相关性。曲格列酮能显著增加瘦型Zucker大鼠的UCP3基因表达，但在肥胖型Zucker大鼠中则降低了UCP3 mRNA表达。这表明曲格列酮对UCP3基因表达的影响取决于Zucker大鼠的表型，并且曲格列酮诱导的代谢改善与肌肉中UCP3 mRNA表达的升高无关[6]。
缺乏UCP3的小鼠在心脏缺血再灌注后表现出更大的梗死面积和更严重的线粒体结构改变。UCP3缺乏促进超氧化物生成和线粒体结构改变，增加了心肌对缺血再灌注损伤的易感性。这表明UCP3在心脏缺血再灌注损伤中起着保护作用[7]。
在肝脏中，UCP3的表达调节了基因表达和氧化代谢，并使线粒体对通透性转换敏感。UCP3的表达导致肝脏线粒体对棕榈酸诱导的态4呼吸的刺激，并增加了某些参与脂质分解和代谢饥饿反应的基因的表达。UCP3还使肝脏线粒体对钙和羧基苍术苷等通透性转换诱导剂更加敏感。这表明UCP3在肝脏中线粒体活性和代谢中发挥着重要作用[8]。
UCP3的生理作用尚未完全阐明。虽然UCP3的表达和蛋白质水平在甲状腺功能亢进期间增加，但没有令人信服的数据表明UCP3水平的增加是甲状腺功能亢进状态下产热增加的主要原因。最近，UCP3被假设为将脂肪酸阴离子和/或脂质过氧化物从线粒体基质中排出，以防止线粒体受到过氧化脂质的危害。这一假设的UCP3功能仍需进一步研究[9]。
在中国农村人群中，UCP3基因的rs1800849位点的A等位基因与糖尿病前期显著相关。超重可能改变了UCP2基因的rs660339位点对2型糖尿病的影响。这表明UCP3和UCP2基因的多态性可能与糖尿病前期和2型糖尿病的发病机制有关[10]。
综上所述，基因Ucp3在脂肪酸代谢、线粒体氧化还原调节和能量代谢中发挥着重要作用。它通过多种机制受到调控，并参与多种生物学过程。UCP3的表达和功能与多种疾病相关，包括肥胖、糖尿病和心脏病。未来研究需要进一步阐明UCP3在疾病发生和发展中的作用机制，以期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. Lima, Tanes I, Guimarães, Dimitrius, Sponton, Carlos H, Reis, Osvaldo, Silveira, Leonardo R. 2019. Essential role of the PGC-1α/PPARβ axis in Ucp3 gene induction. In The Journal of physiology, 597, 4277-4291. doi:10.1113/JP278006. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31228206/
2. Verdi, Hasibe, Kınık, Sibel Tulgar, Baysan-Çebi, H Pınar, Tütüncü, Neslihan Başcıl, Ataç, F Belgin. . Uncoupling protein gene UCP1-3826A/G, UCP2 Ins/Del and UCP3-55C/T polymorphisms in obese Turkish children. In The Turkish journal of pediatrics, 62, 921-929. doi:10.24953/turkjped.2020.06.003. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33372430/
3. Shen, Binglei, Han, Shuo, Wang, Yuxuan, Wu, Rui, Wang, Changyuan. 2019. Bta-miR-152 affects intracellular triglyceride content by targeting the UCP3 gene. In Journal of animal physiology and animal nutrition, 103, 1365-1373. doi:10.1111/jpn.13162. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31355500/
4. Yan, Xu, Dvir, Noam, Jacques, Macsue, Voisin, Sarah, Eynon, Nir. 2018. ACE I/D gene variant predicts ACE enzyme content in blood but not the ACE, UCP2, and UCP3 protein content in human skeletal muscle in the Gene SMART study. In Journal of applied physiology (Bethesda, Md. : 1985), 125, 923-930. doi:10.1152/japplphysiol.00344.2018. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29927735/
5. Fujita, Atsushi, Misumi, Yoshio. 2010. Fission yeast ucp3 gene encodes a putative Arf6 GTPase-activating protein. In Molecular biology reports, 38, 3875-82. doi:10.1007/s11033-010-0503-6. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21107719/
6. Oberkofler, H, Neschen, S, Esterbauer, H, Patsch, W, Fürnsinn, C. . UCP3 gene expression does not correlate with muscle oxidation rates in troglitazone-treated Zucker fatty rats. In Biochimica et biophysica acta, 1517, 113-8. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11118623/
7. Sánchez-Pérez, Patricia, Mata, Ana, Torp, May-Kristin, Stenslokken, Kåre-Olav, Cadenas, Susana. 2023. Energy substrate metabolism, mitochondrial structure and oxidative stress after cardiac ischemia-reperfusion in mice lacking UCP3. In Free radical biology & medicine, 205, 244-261. doi:10.1016/j.freeradbiomed.2023.05.014. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37295539/
8. Camara, Yolanda, Mampel, Teresa, Armengol, Jordi, Villarroya, Francesc, Dejean, Laurent. 2009. UCP3 expression in liver modulates gene expression and oxidative metabolism in response to fatty acids, and sensitizes mitochondria to permeability transition. In Cellular physiology and biochemistry : international journal of experimental cellular physiology, biochemistry, and pharmacology, 24, 243-52. doi:10.1159/000233249. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19710539/
9. Hesselink, M K, Schrauwen, P. . Towards comprehension of the physiological role of UCP3. In Hormone and metabolic research = Hormon- und Stoffwechselforschung = Hormones et metabolisme, 37, 550-4. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16175492/
10. Su, Meifang, Chen, Xiaoying, Chen, Yue, Jiang, Qingwu, Fu, Chaowei. 2018. UCP2 and UCP3 variants and gene-environment interaction associated with prediabetes and T2DM in a rural population: a case control study in China. In BMC medical genetics, 19, 43. doi:10.1186/s12881-018-0554-4. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29529994/
