Emc1-flox 基因敲除小鼠

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产品名称

Emc1-flox 基因敲除小鼠

产品编号

S-CKO-07396

品系全称

C57BL/6JCya-Emc1em1flox/Cya

品系背景

C57BL/6JCya

品系编号

CKOCMP-230866-Emc1-B6J-VA

品系状态

使用本品系发表的文献需注明: Emc1-flox 基因敲除小鼠 mice (Strain S-CKO-07396) 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
ER membrane protein complex subunit 1
基因别称
2700016F22Rik
染色体号
Chr 4 (Mouse)
转录本 ID
NCBI: NM_146157 | Ensembl: ENSMUST00000179784
修饰方式
条件性基因敲除
靶向范围
Exon 5~6
敲除长度
~2.6 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:2443696Mice with loss of expression in rods or cones show photoreceptor degeneration.
EMC1(Endoplasmic Reticulum Membrane Protein Complex Subunit 1)是内质网膜蛋白复合体(EMC)中最大的亚基,参与跨膜蛋白的生物合成和插入。EMC复合体对于多跨膜蛋白的合成至关重要,这些蛋白在细胞信号传导、离子转运和光感受等过程中发挥重要作用。EMC1的功能不仅限于膜蛋白的合成,还包括内质网-线粒体接触和脂质交换等过程。因此,EMC1的异常可能导致多种细胞和组织的功能障碍,进而引发多种疾病[6][7]。

EMC1的突变与视网膜退化性疾病有关。研究发现,EMC1基因的缺失会导致小鼠光感受细胞发生视网膜变性,出现夜盲症和视杆细胞、视锥细胞的进行性退化。组织病理学检查显示,特异性敲除视杆细胞中的EMC1基因会导致视紫红质定位异常和视锥细胞排列不规则。免疫印迹分析显示,1个月大的视杆细胞特异性EMC1基因敲除小鼠视网膜中膜蛋白和内质网伴侣蛋白的水平降低,这可能是光感受器退化的主要原因。此外,研究发现,EMC1还与Wnt信号通路有关,EMC1的缺失会导致Wnt信号通路减弱,进而影响视网膜血管化[1][5]。

除了视网膜退化性疾病,EMC1的突变还与多种发育缺陷有关。研究发现,EMC1基因的缺失会导致神经嵴细胞(NCCs)发生缺陷,表现为先天性心脏病、颅面畸形和神经发育疾病。进一步研究发现,EMC1在Wnt信号通路中发挥关键作用,其缺失会导致Wnt信号通路减弱和Frizzled(Fzd)水平降低。此外,EMC1的缺失还会导致其他跨膜蛋白定位异常,为理解EMC1突变相关的其他表型提供了线索[2]。

EMC1的突变还与肝脏纤维化有关。研究发现,EMC1基因的敲除会导致小鼠自发发生肝脏纤维化,并在2个月内死亡。组织学分析显示,EMC1敲除小鼠的肝脏组织中,细胞外基质沉积的转化生长因子β(TGFB)处于非活性状态,这是因为EMC1通过与αv整合素相互作用来稳定TGFB。此外,研究发现,EMC1敲除小鼠的肝脏组织中,ECM1和可溶性TGFB受体2(TGFBR2)的表达水平降低,这可能是导致肝脏纤维化的原因之一[3]。

EMC1的突变还与肌肉功能障碍有关。研究发现,Drosophila melanogaster EMC1基因在小鼠的骨骼肌中表达,并定位于肌质网(SR)网络。肌特异性EMC1 RNAi会导致严重的运动缺陷和部分晚期幼虫/早期成虫的死亡,这些表型可以通过共表达EMC1转基因来挽救。运动障碍的EMC1耗竭的果蝇与胚胎、幼虫和成虫中肌肉形态的异常有关,包括扭曲和错位的纤维,尺寸减小和虚弱。它们还与SR网络的改变、细胞质钙超载和线粒体功能障碍和形态异常有关,这会影响膜电位和氧化磷酸化能力[4]。

EMC1的突变还与神经发育迟缓和神经系统疾病有关。研究发现,EMC1基因的单等位基因和双等位基因突变会导致个体出现全面发育迟缓、肌张力减退、脊柱侧凸和脑萎缩等表型。EMC1编码内质网膜蛋白复合体(EMC)的一个亚基,这是一个进化上保守的复合体,被认为在ER相关降解、ER-线粒体结合和多跨膜蛋白的正确组装中发挥作用。蛋白质折叠和细胞器交流的紊乱被认为与包括小脑萎缩在内的神经退行性过程有关。因此,EMC1基因的单等位基因或双等位基因突变可能会导致包括智力障碍和小脑选择性退化的综合征[7][8]。

EMC1的突变还与神经胶质细胞功能障碍有关。研究发现,EMC1基因的新发变异会导致个体出现全面发育迟缓、肌张力减退、癫痫发作、视觉障碍和小脑萎缩等表型。在果蝇模型中,EMC1的失衡——无论是过表达还是敲低——都会导致蛹的死亡,这表明测试的同源变异是功能性缺失等位基因。此外,神经胶质特异性基因剂量的改变、过表达或敲低,都会导致死亡,而神经特异性改变则可被耐受。这些研究结果表明,EMC1基因的新发单等位基因变异是神经疾病表型的致病因素,并提供了在果蝇模型中的功能证据[9]。

综上所述,EMC1是一种重要的内质网膜蛋白复合体亚基,参与跨膜蛋白的生物合成和插入、内质网-线粒体接触和脂质交换等过程。EMC1的突变与多种疾病有关,包括视网膜退化性疾病、发育缺陷、肝脏纤维化和肌肉功能障碍等。此外,EMC1的突变还与神经发育迟缓和神经系统疾病有关,包括全面发育迟缓、肌张力减退、脊柱侧凸和脑萎缩等表型。EMC1的研究有助于深入理解内质网膜蛋白复合体的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. Li, Xiao, Jiang, Zhilin, Su, Yujing, Zhu, Xianjun, Zhang, Lin. 2023. Deletion of Emc1 in photoreceptor cells causes retinal degeneration in mice. In The FEBS journal, 290, 4356-4370. doi:10.1111/febs.16807. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37098815/
2. Marquez, Jonathan, Criscione, June, Charney, Rebekah M, García-Castro, Martín I, Khokha, Mustafa K. . Disrupted ER membrane protein complex-mediated topogenesis drives congenital neural crest defects. In The Journal of clinical investigation, 130, 813-826. doi:10.1172/JCI129308. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31904590/
3. Fan, Weiguo, Liu, Tianhui, Chen, Wen, Jia, Jidong, Sun, Bing. 2019. ECM1 Prevents Activation of Transforming Growth Factor β, Hepatic Stellate Cells, and Fibrogenesis in Mice. In Gastroenterology, 157, 1352-1367.e13. doi:10.1053/j.gastro.2019.07.036. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31362006/
4. McCann, Tess, Sundaramurthi, Husvinee, Walsh, Ciara, Reynolds, Alison L, Kennedy, Breandán N. . Emc1 is essential for vision and zebrafish photoreceptor outer segment morphogenesis. In FASEB journal : official publication of the Federation of American Societies for Experimental Biology, 38, e70086. doi:10.1096/fj.202401977R. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39360639/
5. Li, Shujin, Yang, Mu, Zhao, Rulian, Yang, Zhenglin, Zhu, Xianjun. 2022. Defective EMC1 drives abnormal retinal angiogenesis via Wnt/β-catenin signaling and may be associated with the pathogenesis of familial exudative vitreoretinopathy. In Genes & diseases, 10, 2572-2585. doi:10.1016/j.gendis.2022.10.003. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37554197/
6. Couto-Lima, Carlos Antonio, Machado, Maiaro Cabral Rosa, Anhezini, Lucas, Ramos, Ricardo Guelerman P, Espreafico, Enilza Maria. 2024. EMC1 Is Required for the Sarcoplasmic Reticulum and Mitochondrial Functions in the Drosophila Muscle. In Biomolecules, 14, . doi:10.3390/biom14101258. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39456191/
7. Harel, Tamar, Yesil, Gozde, Bayram, Yavuz, Belmont, John W, Lupski, James R. . Monoallelic and Biallelic Variants in EMC1 Identified in Individuals with Global Developmental Delay, Hypotonia, Scoliosis, and Cerebellar Atrophy. In American journal of human genetics, 98, 562-570. doi:10.1016/j.ajhg.2016.01.011. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26942288/
8. Bryen, Samantha J, Zhang, Katharine, Dziaduch, Gregory, Evesson, Frances J, Cooper, Sandra T. 2023. Compound heterozygous splicing variants expand the genotypic spectrum of EMC1-related disorders. In Clinical genetics, 103, 553-559. doi:10.1111/cge.14311. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36799557/
9. Chung, Hyung-Lok, Rump, Patrick, Lu, Di, Bellen, Hugo, Harel, Tamar. . De novo variants in EMC1 lead to neurodevelopmental delay and cerebellar degeneration and affect glial function in Drosophila. In Human molecular genetics, 31, 3231-3244. doi:10.1093/hmg/ddac053. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35234901/