Shank1-flox 基因敲除小鼠

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产品名称

Shank1-flox 基因敲除小鼠

产品编号

S-CKO-08562

品系全称

C57BL/6JCya-Shank1em1flox/Cya

品系背景

C57BL/6JCya

品系编号

CKOCMP-243961-Shank1-B6J-VA

品系状态

使用本品系发表的文献需注明: Shank1-flox 基因敲除小鼠 mice (Strain S-CKO-08562) 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
SH3 and multiple ankyrin repeat domains 1
基因别称
-
染色体号
Chr 7 (Mouse)
转录本 ID
NCBI: NM_001034115.1 | Ensembl: ENSMUST00000107938
修饰方式
条件性基因敲除
靶向范围
Exon 9~11
敲除长度
~1462 bp
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:3613677Homozygous mutation of this gene results in smaller pyramidal neuron dendritic spines, smaller and thinner postsynaptic density of central excitatory synapses, weaker synaptic transmission, increased anxiety-related behavior, and impaired contextual fearmemory, but enhanced spatial learning.
Shank1基因,全称为SH3和多个锚蛋白重复结构域蛋白1,编码一种在突触后密度(PSD)中高度富集的突触支架蛋白,主要在谷氨酸能突触中发挥作用。Shank蛋白通过与其他蛋白质相互作用,参与调节突触的结构和功能,进而影响神经发育和认知功能。研究表明,Shank1基因的突变与多种神经发育障碍有关,包括自闭症谱系障碍(ASD)和智力障碍等[1][2][3]。

在神经发育过程中,Shank1的表达具有时空特异性。研究发现,Shank1在CA1海马神经元和星形胶质细胞中的表达模式存在差异。在海马神经元中,Shank1与树突标记物共表达,并在出生后第15天显著增加,这与海马中突触发生增加的时间相关。此外,Shank1还在星形胶质细胞和微胶质细胞中表达,这表明Shank1可能在介导脑内正常细胞信号传导方面发挥更广泛的作用[5]。

Shank1基因的突变可能导致神经发育障碍的发病机制。研究发现,Shank1基因的截断突变会导致其蛋白质与Homer1蛋白的结合能力丧失,从而破坏树突棘中的蛋白质-蛋白质网络。此外,截断的Shank1蛋白在神经元中的定位发生改变,表明其突触定位受损。这些突变可能导致神经信号的传递和突触功能的异常,进而影响神经发育和认知功能[1]。

Shank1基因的突变还可能通过影响谷氨酸能突触的传递和调节E-I平衡来导致神经发育障碍。研究发现,Shank1蛋白在Parvalbumin表达(PV+)的快速放电抑制性中间神经元中高度定位。缺乏Shank1的PV+神经元会减少对锥体神经元的兴奋性突触输入和抑制性突触输出。此外,Shank1突变小鼠的海马CA1锥体神经元表现出兴奋性和抑制性平衡(E-I平衡)的失衡,这是自闭症谱系障碍的病理生理学特征之一[7]。

除了Shank1基因,Shank3基因的突变也与自闭症谱系障碍和精神分裂症有关。研究发现,与自闭症相关的Shank3基因InsG3680突变会导致小鼠在断奶前出现纹状体突触传递缺陷和幼年社交互动受损,这与自闭症症状的早期出现相吻合。另一方面,携带与精神分裂症相关的Shank3基因R1117X突变的小鼠在成年期表现出前额叶皮层突触缺陷和社会优势行为。此外,这两种突变小鼠在分子、突触和回路水平上表现出不同的表型,这表明同一基因的不同等位基因可能在人类患者中具有不同的表型[4]。

此外,Shank1基因的表达和功能与脑铁含量有关。研究发现,Shank1基因与大脑铁含量相关,而大脑铁含量在多种脑部疾病中起着重要作用。这些发现揭示了Shank1基因在大脑铁代谢和脑部疾病发生中的潜在作用[6]。

综上所述,Shank1基因在神经发育和认知功能中发挥重要作用。Shank1基因的突变可能导致神经发育障碍的发病机制,包括自闭症谱系障碍、智力障碍等。Shank1基因的突变可能通过影响谷氨酸能突触的传递和调节E-I平衡来导致神经发育障碍。此外,Shank1基因的表达和功能与脑铁含量有关,这表明Shank1基因在大脑铁代谢和脑部疾病发生中具有潜在作用。深入研究Shank1基因的功能和突变机制,有助于我们更好地理解神经发育障碍的发病机制,并为开发新的治疗方法提供理论依据。

参考文献:
1. May, Halie J, Jeong, Jaehoon, Revah-Politi, Anya, Roche, Katherine W, Anyane-Yeboa, Kwame. 2021. Truncating variants in the SHANK1 gene are associated with a spectrum of neurodevelopmental disorders. In Genetics in medicine : official journal of the American College of Medical Genetics, 23, 1912-1921. doi:10.1038/s41436-021-01222-w. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34113010/
2. Gong, XiaoHong, Wang, HongYan. . SHANK1 and autism spectrum disorders. In Science China. Life sciences, 58, 985-90. doi:10.1007/s11427-015-4892-6. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26335738/
3. Wang, Tianyun, Guo, Hui, Xiong, Bo, Xia, Kun, Eichler, Evan E. 2016. De novo genic mutations among a Chinese autism spectrum disorder cohort. In Nature communications, 7, 13316. doi:10.1038/ncomms13316. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27824329/
4. Zhou, Yang, Kaiser, Tobias, Monteiro, Patrícia, Fu, Zhanyan, Feng, Guoping. 2015. Mice with Shank3 Mutations Associated with ASD and Schizophrenia Display Both Shared and Distinct Defects. In Neuron, 89, 147-62. doi:10.1016/j.neuron.2015.11.023. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26687841/
5. Collins, Sean M, Belagodu, Amogh P, Reed, Samantha L, Galvez, Roberto. 2017. SHANK1 is differentially expressed during development in CA1 hippocampal neurons and astrocytes. In Developmental neurobiology, 78, 363-373. doi:10.1002/dneu.22564. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29218848/
6. Gong, Weikang, Fu, Yan, Wu, Bang-Sheng, Cheng, Wei, Yu, Jin-Tai. 2024. Whole-exome sequencing identifies protein-coding variants associated with brain iron in 29,828 individuals. In Nature communications, 15, 5540. doi:10.1038/s41467-024-49702-2. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38956042/
7. Mao, Wenjie, Watanabe, Takuya, Cho, Sukhee, Zhao, Xiaohu, Futai, Kensuke. 2015. Shank1 regulates excitatory synaptic transmission in mouse hippocampal parvalbumin-expressing inhibitory interneurons. In The European journal of neuroscience, 41, 1025-35. doi:10.1111/ejn.12877. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25816842/