Gpr151-flox 基因敲除小鼠

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产品名称

Gpr151-flox 基因敲除小鼠

产品编号

S-CKO-08240

品系全称

C57BL/6JCya-Gpr151em1flox/Cya

品系背景

C57BL/6JCya

品系编号

CKOCMP-240239-Gpr151-B6J-VA

品系状态

使用本品系发表的文献需注明: Gpr151-flox 基因敲除小鼠 mice (Strain S-CKO-08240) 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
G protein-coupled receptor 151
基因别称
C130082O03Rik,GalRL,PGR7,nGPCR-2037
染色体号
Chr 18 (Mouse)
转录本 ID
NCBI: NM_181543 | Ensembl: ENSMUST00000054738
修饰方式
条件性基因敲除
靶向范围
Exon 1
敲除长度
~1.8 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:2441887Homozygous mutation of this gene does not appear to result in a phenotype.
Gpr151,也称为G蛋白偶联受体151,是一种在哺乳动物中表达的G蛋白偶联受体。Gpr151在多种组织中表达,包括大脑、肝脏和神经系统。其功能涉及多种生理过程,包括代谢、神经炎症和疼痛感知。Gpr151的编码基因位于人类染色体1p36.22上,编码一个由391个氨基酸组成的蛋白质。Gpr151属于孤儿G蛋白偶联受体家族,其内源性配体尚未确定。

Gpr151与肥胖和2型糖尿病的关系是近年来研究的热点。一项大规模的人类外显子组测序研究显示,GPR75基因的蛋白质截断突变与较低的体重指数(BMI)和肥胖风险降低相关。这些突变在约4/10,000的测序个体中被观察到,与1.8千克/平方米的较低BMI和异合子状态下肥胖风险降低54%相关。在小鼠模型中,Gpr75基因的敲除导致对体重增加的抵抗和血糖控制的改善。这些发现表明,GPR75可能是肥胖的潜在治疗靶点[1]。

Gpr151在肝脏中调节葡萄糖代谢和肝糖原生成。一项研究发现,Gpr151基因敲除小鼠的肝糖原生成基因表达被抑制,并且在丙酮酸刺激下肝脏葡萄糖产生减少。重要的是,恢复Gpr151基因敲除小鼠的肝Gpr151水平可以逆转肝脏葡萄糖产生减少的现象。这项工作揭示了Gpr151在肝脏中的一种先前未知的调节作用,为个体中GPR151非同义突变与2型糖尿病风险降低之间的关联提供了可能的解释[2]。

然而,另一项研究分析了人类GPR151敲除个体的BMI、2型糖尿病和其他代谢特征,发现GPR151缺陷与这些特征之间没有临床显著的差异。与Gpr151+/+小鼠相比,Gpr151-/-小鼠在正常饮食和高脂肪饮食下没有体重差异。这些发现表明,GPR151的拮抗作用可能不是治疗肥胖的有效方法[3]。

除了代谢调节,Gpr151还与神经炎症和疼痛感知相关。一项研究发现,三叉神经损伤诱导的神经病理性疼痛中,Gpr151在三叉神经节中显著上调。Gpr151基因敲除或沉默可以减轻三叉神经损伤诱导的机械性痛觉过敏。此外,GPR151与Gαi蛋白结合,并通过Gβγ激活细胞外信号调节激酶(ERK)。三叉神经损伤后,ERK在三叉神经节中被激活。这些发现表明,GPR151可能是一个潜在的药物靶点,用于治疗三叉神经病理性疼痛[4]。

此外,Gpr151的表达和表观遗传调控也与神经损伤后的神经病理性疼痛有关。一项研究发现,脊髓神经结扎后,脊髓神经元中的Gpr151表达显著增加。Gpr151基因敲除或脊髓抑制可以减轻脊髓神经结扎诱导的机械性痛觉过敏和热痛觉过敏。此外,研究发现,Gpr151基因启动子区域的CpG岛去甲基化,DNA甲基转移酶3b(DNMT3b)的表达减少,并且DNMT3b与Gpr151启动子的结合减少。这些结果表明,GPR151的表达受到DNA去甲基化和KLF5转录因子与Gpr151启动子结合增强的调节。GPR151的表达增加可能通过激活MAPK信号通路和增加与疼痛相关的基因表达来维持神经病理性疼痛[5]。

Gpr151的表达和突触连接也是研究的热点。一项研究发现,Gpr151在哺乳动物中枢神经系统的下丘脑区域特异性表达,其中在下丘脑区域的最高水平表达。Gpr151在下丘脑区域的表达可能与行为灵活性、决策制定、抑制控制和疼痛处理等不同功能有关。这项研究通过单突触逆行示踪技术,揭示了表达Gpr151基因的神经元的传入连接。研究发现,下丘脑和丘脑中的Gpr151表达神经元具有共同的和独特的连接模式。下丘脑神经元主要从基底前脑结构、终纹床核、外侧下丘脑区、中脑外侧被盖核和外侧下丘脑区接收输入。丘脑中的Gpr151表达神经元主要与内侧下丘脑区域、外侧被盖区和投射到特定前脑区域如前扣带回皮层和伏隔核有关。这些发现为Gpr151表达神经元的连接模式提供了新的认识,有助于解释Gpr151的功能和潜在的治疗应用[6]。

Gpr151的表达和进化也是研究的热点。一项研究发现,GPR151基因在脊椎动物中具有保守的结构,由2个外显子和1个内含子组成。在无脊椎动物中,未检测到典型的GPR151基因,但在文昌鱼、海鞘和海胆中发现了GPR151基因的同源基因。这些发现表明,脊椎动物中的GPR151基因可能起源于无脊椎动物中的同源基因。此外,GPR151基因的进化可能涉及到基因复制和基因重组等过程[7]。

综上所述,Gpr151是一种重要的G蛋白偶联受体,参与调节代谢、神经炎症和疼痛感知等生理过程。Gpr151的突变与肥胖和2型糖尿病的风险降低相关,但其作为治疗肥胖的药物靶点的有效性仍需进一步研究。Gpr151在三叉神经病理性疼痛中的作用以及其表达和表观遗传调控的机制也为治疗神经病理性疼痛提供了新的思路。此外,Gpr151的表达和突触连接以及其进化的研究也为理解Gpr151的功能和潜在的治疗应用提供了重要的信息。

参考文献:
1. Akbari, Parsa, Gilani, Ankit, Sosina, Olukayode, Ferreira, Manuel A R, Lotta, Luca A. . Sequencing of 640,000 exomes identifies GPR75 variants associated with protection from obesity. In Science (New York, N.Y.), 373, . doi:10.1126/science.abf8683. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34210852/
2. Bielczyk-Maczynska, Ewa, Zhao, Meng, Zushin, Peter-James H, Svensson, Katrin J, Knowles, Joshua W. 2022. G protein-coupled receptor 151 regulates glucose metabolism and hepatic gluconeogenesis. In Nature communications, 13, 7408. doi:10.1038/s41467-022-35069-9. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36456565/
3. Gurtan, Allan, Dominy, John, Khalid, Shareef, Frossard, Philippe, Saleheen, Danish. 2022. Analyzing human knockouts to validate GPR151 as a therapeutic target for reduction of body mass index. In PLoS genetics, 18, e1010093. doi:10.1371/journal.pgen.1010093. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35381001/
4. Jiang, Bao-Chun, Zhang, Jing, Wu, Bin, Wu, Hao, Gao, Yong-Jing. . G protein-coupled receptor GPR151 is involved in trigeminal neuropathic pain through the induction of Gβγ/extracellular signal-regulated kinase-mediated neuroinflammation in the trigeminal ganglion. In Pain, 162, 1434-1448. doi:10.1097/j.pain.0000000000002156. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33239523/
5. Jiang, Bao-Chun, Zhang, Wen-Wen, Yang, Tian, Zhang, Zhi-Jun, Gao, Yong-Jing. 2018. Demethylation of G-Protein-Coupled Receptor 151 Promoter Facilitates the Binding of Krüppel-Like Factor 5 and Enhances Neuropathic Pain after Nerve Injury in Mice. In The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience, 38, 10535-10551. doi:10.1523/JNEUROSCI.0702-18.2018. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30373770/
6. Broms, Jonas, Grahm, Matilda, Haugegaard, Lea, Meletis, Konstantinos, Tingström, Anders. 2017. Monosynaptic retrograde tracing of neurons expressing the G-protein coupled receptor Gpr151 in the mouse brain. In The Journal of comparative neurology, 525, 3227-3250. doi:10.1002/cne.24273. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28657115/
7. Liu, Z, Xu, Y, Wu, L, Zhang, S. . Evolution of galanin receptor genes: insights from the deuterostome genomes. In Journal of biomolecular structure & dynamics, 28, 97-106. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20476798/