智鼠故事 
C57BL/6JCya-Zic3em1flox/Cya 条件性基因敲除小鼠
复苏/繁育服务
产品名称：
Zic3-flox
产品编号：
S-CKO-07112
品系背景：
C57BL/6JCya
* 使用本品系发表的文献需注明：Zic3-flox mice (Strain S-CKO-07112) 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-Zic3em1flox/Cya
品系编号
CKOCMP-22773-Zic3-B6J-VA
产品编号
S-CKO-07112
基因名
Zic3
品系背景
C57BL/6JCya
基因别称
Bn；Ka
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:106676 Mutant mice exhibit variable penetrance of phenotypes ranging from bent tail/skeletal abnormalities to severe defects resulting in death at embryonic day 18.5. Other mutants exhibit impaired spontaneous locomotor activity, reduction of muscle tone and impairments of vestibuloocular and optokinetic eye movements.
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
Zic3位于小鼠的X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Zic3基因条件性敲除小鼠，性成熟后取精子冻存。
Zic3-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。Zic3基因位于小鼠X号染色体上，由三个外显子组成，其中ATG起始密码子在1号外显子，TGA终止密码子在3号外显子。条件性敲除区域（cKO区域）位于1号外显子，包含1057个碱基对的编码序列。删除该区域会导致小鼠Zic3基因功能的丧失。Zic3-flox小鼠模型的构建过程包括将基因编辑技术构建的靶向载体和同源臂共同注入受精卵。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从弯曲尾巴/骨骼异常到胚胎第18.5天死亡等不同程度的表型。其他突变体表现出自发性运动活动受损、肌肉张力降低和前庭眼动和眼动功能受损。1号外显子的敲除将导致基因移码，并覆盖了75.61%的编码区。3'-loxP位点插入的第一号内含子大小为1124个碱基对。有效的cKO区域大小约为2.3千碱基对。该策略是基于现有数据库中的遗传信息设计的。由于生物过程的复杂性，现有的技术无法预测loxP插入对基因转录、RNA剪接和蛋白质翻译的影响。
基因研究概述
基因ZIC3是一种C2H2锌指转录因子，在脊椎动物胚胎的早期模式形成中发挥重要作用。人类患者中，ZIC3基因的突变会导致一系列复杂的发育表型，包括内脏异位、先天性心脏病和腰椎骶尾部及肛门异常，包括神经管缺陷[3]。这些发现表明，ZIC3在发育过程中对于建立适当的左右轴和中线神经模式起着重要作用。
ZIC3基因的突变在X连锁内脏异位症中起着关键作用，这是一种影响内脏器官左右不对称的综合征[1]。ZIC3相关的内脏异位症是由于在左右轴形成的最早阶段出现缺陷所致[1]。尽管有数据支持节点和纤毛的异常是潜在的病因，但分子水平上ZIC3功能丧失为何导致这些缺陷尚不清楚[1]。ZIC3在多个发育信号通路中具有假定的作用，这些通路在建立左右轴方面具有独特的作用。这增加了对Zic3在早期发育和左右模式形成中的机制基础的理解的复杂性[1]。
研究表明，ZIC3基因的变异是罕见的，但在X连锁内脏异位症中具有深远的临床意义，尤其影响具有胸腔和内脏器官异常排列的男性患者。已有多篇报告表明，ZIC3基因的变异在家族性和散发性病例中都具有相关性，并且主要在锌指结构域中检测到突变。迄今为止，还没有研究评估ZIC3变异在体内模型生物中的功能后果。一项对348名患者进行了超过10年的研究，这些患者具有各种先天性心脏病，包括内脏异位症。研究发现，在具有内脏异位症的男性患者中，有1.7%的患者具有ZIC3基因的新型致病性变异，这些变异均位于锌指结构域或导致这些结构域之前的截断。截断变异显示出突变ZIC3蛋白的异常转运，而错义变异显示出正常的转运。在斑马鱼中过表达野生型和突变型ZIC蛋白表明，两种移码变异完全失去功能，而错义变异与野生型相比具有部分活性，这进一步突显了这些变异的致病性[2]。
ZIC3在脊椎动物发育中起着重要作用，包括神经管、轴向骨骼、左右身体轴的发育，以及维持ES细胞的多能性。研究发现，ZIC3基因表达在鸡和鼠胚胎的间充质组织中受到保守的非编码序列的调控。其中，一个间充质增强子（Zic3-ME）在远端3'侧翼区域显示出在鸡和鼠胚胎的间充质组织中增强报告基因表达的强大作用，并且对小鼠间充质组织中Zic3的表达至关重要。Zic3-ME最小核心区域包括在ES细胞、间充质和神经祖细胞中的DNase高敏感性区域，并被T（Brachyury）、Eomes、Lef1、Nanog、Oct4和Zic2结合。Zic3-ME来源于与编码线粒体酶的序列共享的祖先序列。这些结果表明，Zic3-ME是一个综合的顺式调控元件，对于在脊椎动物中正确表达Zic3至关重要，它作为包括Zic3在内的基因调控网络的一个枢纽[4]。
ZIC3蛋白可以与GLI3结合位点（GLIBS）结合，并与GLI3相互作用。在体内模型系统中，研究发现ZIC3突变对GLI3的结合和共激活功能有不同程度的影响。野生型ZIC3表现出与GLI3的特异结合，而缺乏一个或多个锌指结构域的无义和移码ZIC3突变体不与GLI3相互作用。然而，两个错义突变体c.1213A>G（p.K405E，第五个锌指结构域）和c.649C>G（p.P217A，保守的N端结构域）保留了与GLI3的结合。荧光素酶报告基因检测表明，p.P217A和p.K405E突变体也保留了与GLI3共激活报告基因表达活性的能力，而所有与GLI3非结合的ZIC3突变体都缺乏这种活性。有趣的是，携带p.P217A或p.K405E突变的病人没有观察到中枢神经系统和骨骼异常[5]。
ZIC3在左右轴形成中起着重要作用。研究发现，ZIC3在原始条纹和迁移的间充质中对于适当的左右轴模式形成和心脏发育是必需的。条件性敲除实验表明，ZIC3在节点形成、左右轴模式和心脏发育中起着关键作用。此外，研究还发现ZIC3缺失小鼠中存在异常的节点形成，这与从迁移的间充质中特异性删除ZIC3时观察到的节点发育不良相似。这些结果表明，ZIC3在节点超微结构中的需求可能与其在内脏异位症和左右不对称中的作用有关[6]。
综上所述，ZIC3是一种重要的转录因子，在脊椎动物发育的多个方面起着关键作用。ZIC3的突变会导致一系列复杂的发育表型，包括内脏异位、先天性心脏病和神经管缺陷。ZIC3在左右轴形成、心脏发育和维持ES细胞多能性中发挥着重要作用。ZIC3的功能丧失与多种疾病的发生和发展有关，包括动脉粥样硬化、糖尿病心肌病、结直肠癌和Wilms瘤。对ZIC3的研究有助于深入理解发育和疾病发生中的分子机制，为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献：
1. Bellchambers, Helen M, Ware, Stephanie M. . ZIC3 in Heterotaxy. In Advances in experimental medicine and biology, 1046, 301-327. doi:10.1007/978-981-10-7311-3_15. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29442328/
2. Paulussen, Aimee D C, Steyls, Anja, Vanoevelen, Jo, Bakkers, Jeroen, van den Wijngaard, Arthur. 2016. Rare novel variants in the ZIC3 gene cause X-linked heterotaxy. In European journal of human genetics : EJHG, 24, 1783-1791. doi:10.1038/ejhg.2016.91. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27406248/
3. Herman, G E, El-Hodiri, H M. . The role of ZIC3 in vertebrate development. In Cytogenetic and genome research, 99, 229-35. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12900569/
4. Odaka, Yuri S, Tohmonda, Takahide, Toyoda, Atsushi, Aruga, Jun. 2018. An Evolutionarily Conserved Mesodermal Enhancer in Vertebrate Zic3. In Scientific reports, 8, 14954. doi:10.1038/s41598-018-33235-y. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30297839/
5. Zhu, Lirong, Zhou, Guisheng, Poole, Suzanne, Belmont, John W. . Characterization of the interactions of human ZIC3 mutants with GLI3. In Human mutation, 29, 99-105. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17764085/
6. Sutherland, Mardi J, Wang, Shuyun, Quinn, Malgorzata E, Haaning, Allison, Ware, Stephanie M. 2013. Zic3 is required in the migrating primitive streak for node morphogenesis and left-right patterning. In Human molecular genetics, 22, 1913-23. doi:10.1093/hmg/ddt001. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23303524/
