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C57BL/6JCya-Hunkem1flox/Cya 条件性基因敲除小鼠
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产品名称:
Hunk-flox
产品编号:
S-CKO-09620
品系背景:
C57BL/6JCya
小鼠资源库
* 使用本品系发表的文献需注明:Hunk-flox mice (Strain S-CKO-09620) were purchased from Cyagen.
交付类型
周龄
性别
基因型
数量
基本信息
品系名称
C57BL/6JCya-Hunkem1flox/Cya
品系编号
CKOCMP-26559-Hunk-B6J-VA
产品编号
S-CKO-09620
基因名
Hunk
品系背景
C57BL/6JCya
基因别称
Bstk1;Mak-v
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:1347352 Mutations in this gene result in no abnormal phenotype, however in combination with Tg(MMTV-Myc)Led mice, metastatic potential of mammary tumors is decreased.
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
Hunk位于小鼠的16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Hunk基因条件性敲除小鼠,性成熟后取精子冻存。
Hunk-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。Hunk基因位于小鼠16号染色体上,由11个外显子组成,其中ATG起始密码子在1号外显子,TAA终止密码子在11号外显子。条件性敲除区域(cKO区域)位于4号外显子,包含136个碱基对的编码序列。删除该区域会导致小鼠Hunk基因功能的丧失。 Hunk-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,Hunk基因突变不会导致异常表型,但当与Tg(MMTV-Myc)Led小鼠联合使用时,乳腺肿瘤的转移潜力会降低。敲除4号外显子会导致基因移码,并覆盖6.35%的编码区域。5'-loxP位点的插入大小为6314 bp,3'-loxP位点的插入大小为10325 bp。有效的cKO区域大小约为1.9 kb。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,所有关于loxP插入对基因转录、RNA剪接和蛋白质翻译的影响的风险,在现有技术层面上无法预测。 Hunk-flox小鼠模型可用于研究Hunk基因在小鼠体内的功能。
基因研究概述
HUNK基因,也称为Hormonally Upregulated Neu-associated Kinase,是一种与腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)家族相关的丝氨酸/苏氨酸(S/T)蛋白激酶。该基因最初是通过筛选小鼠乳腺中表达的激酶而被发现的,因此迄今为止的大多数研究都是在特定于该组织的模型中进行的。HUNK基因的名称反映了其在乳腺生理和病理中的特异性。HUNK基因在乳腺癌中具有明确的致病作用,它在HER2/neu和Akt的致癌作用下被上调,并且有强有力的证据表明HUNK对于乳腺癌细胞的生存至关重要。进一步的研究表明,使用各种乳腺癌模型(包括那些耐药的)抑制HUNK可以抑制肿瘤发生和转移。然而,HUNK基因的变异并不频繁[1]。
缺氧是癌症的一个常见标志,在促进上皮-间质转化(EMT)中起着关键作用。HUNK通过其激酶活性调节EMT。缺氧并不改变HUNK的表达水平,但直接影响下游蛋白的磷酸化水平,这表明HUNK的活性。在缺氧条件下,结直肠癌细胞迁移、侵袭和EMT标志物的上调部分归因于HUNK介导的下游蛋白磷酸化的下调。这些发现突出了HUNK、缺氧和癌症EMT分子机制之间的复杂关系。了解这些机制可能为抑制癌症转移的治疗靶点提供有价值的见解[2]。
三阴性乳腺癌(TNBC)缺乏雌激素受体(ER)、孕激素受体(PR)和人表皮生长因子受体2(HER2)的表达。TNBC肿瘤对内分泌治疗不敏感,并且缺乏标准化的TNBC治疗方案。TNBC是一种更具免疫原性的乳腺癌亚型,使其对免疫治疗干预更为敏感。肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)是TNBC肿瘤中最丰富的免疫细胞群体之一,并有助于癌症转移。该研究检查了蛋白激酶HUNK在肿瘤免疫中的作用。使用NanoString的nCounter PanCancer Immune Profiling面板进行的基因表达分析发现,靶向HUNK与IL-4/IL-4R细胞因子信号通路的变化相关。实验分析表明,HUNK激酶活性调节乳腺肿瘤细胞中的IL-4产生,并且这种调节依赖于STAT3。此外,HUNK依赖性调节肿瘤细胞分泌的IL-4导致巨噬细胞极化为与TAMs相关的M2样表型。反过来,IL-4诱导癌症转移和巨噬细胞产生表皮生长因子。这些发现描述了由HUNK调节并由IL-4/IL-4R依赖的肿瘤细胞和TAMs之间的旁分泌信号交换。这突出了HUNK作为减少TNBC转移的潜在靶点,通过调节TAMs群体[3]。
在肠细胞增殖中,Hunk/Mak-v起负调节作用。在Apc基因在小鼠肠道中条件性缺失导致急性Wnt信号激活的情况下,Hunk/Mak-v/Bstk1基因被推断为可能发挥重要作用的候选基因。Hunk是一种与多种不同肿瘤类型相关的SNF1(蔗糖非发酵1)相关丝氨酸/苏氨酸激酶,包括结直肠癌。在这里,我们描述了一种新的Hunk激酶缺陷小鼠的生成,用于研究Hunk激酶活性在肠道稳态和肿瘤发生中的作用。我们表明,在形态学正常的肠道中,Hunk激酶负调节上皮细胞增殖。然而,在Hunk激酶缺陷的肠道中观察到的细胞增殖增加被细胞迁移的增加所抵消,从而维持肠道稳态。使用qRT-PCR,我们进一步证明,Hunk在Apc缺陷/Wnt信号激活的肠道组织中显著过表达。使用经典的肠道肿瘤发生Apc(Min)小鼠模型,我们发现Hunk激酶活性的丧失显著降低了小肠的肿瘤启动率。然而,肿瘤大小的增加抵消了这对总体肿瘤负担或随后的生存的影响。在肠道环境中,我们证明Hunk在正常的肠道增殖和稳态中发挥作用,尽管它不会改变总体的生存率,但该激酶的活性确实会影响小肠肿瘤发生早期阶段的肿瘤启动率[4]。
MAK-V/Hunk在肾脏远端小管中的表达及其在增殖抑制中的作用。MAK-V/Hunk是一种SNF1相关的丝氨酸/苏氨酸激酶,先前已被证明在乳腺和中枢神经系统中高度表达。在这项研究中,我们发现MAK-V/Hunk在从胚胎阶段到成年阶段的肾脏的厚上升支和远曲小管(DCT)中丰富且特异性表达。我们证明,与正常盐饮食相比,饮食盐耗尽显著增强了肾脏MAK-V/Hunk mRNA水平。为了分析该激酶在肾脏细胞功能中的作用,我们使用了小鼠远曲小管(mDCT)细胞。反转录聚合酶链反应和蛋白质印迹分析的结果显示,MAK-V/Hunk在mDCT细胞中内源表达。通过腺病毒基因转移过表达MAK-V/Hunk显著抑制了ANG II诱导的c-fos基因转录的刺激,并抑制了ANG II介导的转化生长因子-β产生到培养基中。这种现象伴随着ANG II诱导的BrdU掺入的抑制。另一方面,通过siRNA敲低MAK-V/Hunk激活了ANG II诱导的c-fos基因表达。在连续的MAK-V/Hunk和AT(1)受体染色的切片中,MAK-V/Hunk免疫阳性远端小管表达了AT(1)受体。这是关于MAK-V/Hunk在肾脏内的定位及其在肾脏小管细胞中的细胞功能的首次报道[5]。
Snf1相关激酶Hunk对于乳腺肿瘤转移是必需的。我们从MMTV-neu转基因小鼠中产生的乳腺肿瘤中鉴定出了一种Snf1/AMPK相关蛋白激酶Hunk。该激酶的功能尚不清楚。使用小鼠中的靶向删除,我们现在证明Hunk对于c-myc诱导的乳腺肿瘤的转移是必需的,但对正常发育是可有可无的。重建实验表明,Hunk足以恢复Hunk缺陷肿瘤细胞的转移潜力,以及迁移和侵袭缺陷,并且这种方式需要其激酶活性。与该激酶在人类癌症进展中的作用一致,Hunk的人类同源物在卵巢、结肠和乳腺的侵袭性癌中过表达。此外,区分Hunk野生型和Hunk缺陷乳腺肿瘤的murine基因表达特征预测了乳腺癌患者的临床结果,这与Hunk在小鼠中促进转移的功能一致。这些发现确定Hunk激酶活性在转移中的直接作用,并为该激酶建立了体内功能[6]。
Hunk对于HER2/neu诱导的乳腺肿瘤发生是必需的。了解导致人类癌症侵袭性行为的分子途径是关键的研究重点。SNF1/AMPK相关蛋白激酶Hunk在人类乳腺、卵巢和结肠癌的侵袭性亚型中过表达。对Hunk(-/-)小鼠的分析表明,这种激酶对于c-myc诱导的乳腺肿瘤的转移是必需的,但不是c-myc诱导的原发性肿瘤形成。与c-myc类似,原癌基因HER2/neu的扩增发生在10%至30%的乳腺癌中,并与侵袭性肿瘤行为相关。通过将Hunk(-/-)小鼠与HER2/neu诱导的乳腺肿瘤发生转基因小鼠模型杂交,我们报告了Hunk对于HER2/neu诱导的原发性肿瘤形成是必需的。在鼠和人类乳腺癌细胞系中的敲低和重建实验表明,Hunk对于维持HER2/neu转化细胞的肿瘤发生表型是必需的。这种需要是激酶依赖性的,并且是由于Hunk与下调肿瘤抑制因子p27(kip1)相关的抑制凋亡的能力。此外,我们发现Hunk在体内和体外HER2/neu激活后迅速上调。这些发现提供了我们认为的第一个证据,表明Hunk在原发性肿瘤发生和细胞生存中发挥作用,并将这种激酶确定为HER2/neu致癌通路的必需效应因子[7]。
Hunk是一种新型哺乳动物Snf1相关蛋白激酶的克隆和特征。我们之前通过设计用于分离小鼠乳腺中表达的激酶的简并PCR筛选,鉴定了一种新型蛋白激酶Hunk。我们现在描述了该激酶的分子克隆、染色体定位和活性,并分析了其在小鼠中的空间和时间表达模式。我们已经分离了一个5.0-kb全长cDNA克隆,其中包含编码Hunk的714个氨基酸开放阅读框。对该cDNA的分析表明,Hunk与SNF1家族的丝氨酸/苏氨酸激酶最密切相关,并包含一个新描述的SNF1同源域。因此,针对Hunk的特异性抗血清检测到一个与磷酸转移酶活性相关的80-kDa多肽。Hunk位于小鼠16号染色体远端,与人类21q22染色体区域保守的同线性区域一致。在胎鼠和成年小鼠中,Hunk mRNA表达是发育调节和组织特异性的。此外,原位杂交分析表明,Hunk在成年小鼠的多种器官中特定细胞亚群中的表达受到限制。这些发现表明,Hunk在鼠类发育中发挥作用[8]。
Hunk通过抑制c-myc促进Akt介导的细胞存活和由Pten缺失引起的乳腺肿瘤发生。原癌基因Akt和c-myc均积极调节细胞生长和增殖,但对细胞存活有相反的影响。这些原癌基因合作促进肿瘤发生,部分原因是Akt的促生存作用抵消了c-myc的促凋亡作用。Akt能够抵消c-myc促凋亡作用的能力主要归因于Akt诱导的促生存途径的刺激,这些途径间接对抗c-myc的作用。我们报告了一个更直接的机制,Akt通过该机制调节c-myc的促凋亡作用。具体来说,我们证明Akt上调腺苷酸活化激酶(AMPK)相关蛋白激酶Hunk,Hunk作为Akt促生存信号的效应因子,通过抑制c-myc表达以激酶依赖性方式,使其达到与细胞存活相兼容的水平。因此,在Hunk(-/-)小鼠的乳腺中激活Akt通路会导致c-myc表达水平升高,从而诱导凋亡。c-myc敲低可以挽救Hunk缺失细胞中Akt激活诱导的凋亡增加,这表明抑制c-myc是Hunk介导Akt促生存作用的主要机制。与这种作用机制一致,我们发现Hunk对于Pten缺失小鼠中的c-myc抑制和乳腺肿瘤发生是必需的。我们的发现建立了Hunk在肿瘤发生中的促生存功能,定义了Akt抑制c-myc诱导凋亡的必需机制,并确定了Hunk作为Akt和c-myc致癌途径之间之前未认识到的联系[9]。
HUNK通过调节细胞存活介导乳腺癌对HER2抑制剂的耐药性。HER2阳性的乳腺癌患者接受针对HER2的靶向抑制剂,包括曲妥珠单抗和拉帕替尼。虽然患者从HER2抑制剂的使用中受益,但许多人治疗失败,几乎所有患者最终都对治疗产生耐药性,这表明迫切需要预防治疗失败。几项最近的研究表明,自噬的激活有助于曲妥珠单抗和拉帕替尼的耐药性,并证明在乳腺癌细胞中损害自噬具有治疗益处。此外,自噬与凋亡途径在信号通路交叉对话方面机制性地相关,其中激活一个过程会影响另一个过程。因此,了解控制这些过程的分子机制可能揭示新的治疗干预领域,以对抗或预防乳腺癌中的耐药性。我们之前描述了蛋白激酶HUNK作为HER2/neu诱导的乳腺肿瘤模型中的乳腺癌促进因子,其中HUNK支持HER2/neu阳性肿瘤细胞的存活,可能通过调节凋亡。由于凋亡和自噬蛋白之间存在显着的交叉对话,我们现在使用对HER2抑制剂敏感和耐药的乳腺癌模型检查HUNK是否也能够通过调节自噬来调节细胞存活。此外,我们研究了抑制HUNK是否会损害由HER2抑制剂耐药性乳腺癌细胞启动的体内肿瘤生长。我们的发现表明,靶向HUNK的治疗是一种克服耐药性的潜在策略,并且耐药性乳腺癌细胞维持HUNK表达以驱动肿瘤发生,这与该激酶的促生存作用一致[10]。
综上所述,HUNK基因是一种重要的丝氨酸/苏氨酸激酶,在乳腺癌的发生和转移中起着关键作用。HUNK基因的激活与HER2/neu和Akt信号通路的激活密切相关,并且HUNK基因的表达上调与乳腺癌细胞的生存和耐药性有关。进一步的研究表明,HUNK基因通过调节细胞凋亡和自噬途径来促进乳腺癌细胞的存活,并且HUNK基因的表达与乳腺癌患者的临床预后相关。此外,HUNK基因的激活与缺氧条件下的上皮-间质转化(EMT)有关,这可能是HUNK基因在乳腺癌转移中的作用机制之一。HUNK基因的激活还与肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)的极化和乳腺癌的免疫逃逸有关,这可能是HUNK基因在乳腺癌免疫治疗中的作用机制之一。因此,HUNK基因是乳腺癌治疗和预防的重要靶点,未来的研究需要进一步探索HUNK基因的生物学功能和分子机制,以开发更有效的治疗方法。
参考文献:
1. Ramos-Solis, Nicole, Dilday, Tinslee, Kritikos, Alex E, Yeh, Elizabeth S. 2022. HUNK Gene Alterations in Breast Cancer. In Biomedicines, 10, . doi:10.3390/biomedicines10123072. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36551828/
2. Jiang, Siyuan, Han, Xiaoqi, Zhao, Zidong, Duan, Liqiang, Gao, Shan. 2023. Hypoxia inhibits HUNK kinase activity to induce epithelial-mesenchymal transition. In Biochemical and biophysical research communications, 681, 271-275. doi:10.1016/j.bbrc.2023.09.074. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37793312/
3. Ramos Solis, Nicole, Cannon, Anthony, Dilday, Tinslee, Kaplan, Mark H, Yeh, Elizabeth S. 2024. HUNK as a key regulator of tumor-associated macrophages in triple negative breast cancer. In Oncoimmunology, 13, 2364382. doi:10.1080/2162402X.2024.2364382. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38846083/
4. Reed, Karen R, Korobko, Igor V, Ninkina, Natalia, Buchman, Vladimir, Clarke, Alan R. 2015. Hunk/Mak-v is a negative regulator of intestinal cell proliferation. In BMC cancer, 15, 110. doi:10.1186/s12885-015-1087-2. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25881306/
5. Sakai, Masashi, Tamura, Kouichi, Tsurumi, Yuko, Komuro, Issei, Umemura, Satoshi. 2007. Expression of MAK-V/Hunk in renal distal tubules and its possible involvement in proliferative suppression. In American journal of physiology. Renal physiology, 292, F1526-36. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17299141/
6. Wertheim, Gerald B W, Yang, Thomas W, Pan, Tien-chi, Reynolds, Carol, Chodosh, Lewis A. 2009. The Snf1-related kinase, Hunk, is essential for mammary tumor metastasis. In Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 106, 15855-60. doi:10.1073/pnas.0906993106. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19717424/
7. Yeh, Elizabeth S, Yang, Thomas W, Jung, Jason J, Cardiff, Robert D, Chodosh, Lewis A. . Hunk is required for HER2/neu-induced mammary tumorigenesis. In The Journal of clinical investigation, 121, 866-79. doi:10.1172/JCI42928. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21393859/
8. Gardner, H P, Wertheim, G B, Ha, S I, Marquis, S T, Chodosh, L A. . Cloning and characterization of Hunk, a novel mammalian SNF1-related protein kinase. In Genomics, 63, 46-59. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10662544/
9. Yeh, Elizabeth S, Belka, George K, Vernon, Ann E, Jung, Jason J, Chodosh, Lewis A. 2013. Hunk negatively regulates c-myc to promote Akt-mediated cell survival and mammary tumorigenesis induced by loss of Pten. In Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 110, 6103-8. doi:10.1073/pnas.1217415110. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23520049/
10. Yeh, Elizabeth S, Abt, Melissa A, Hill, Elizabeth G. 2014. Regulation of cell survival by HUNK mediates breast cancer resistance to HER2 inhibitors. In Breast cancer research and treatment, 149, 91-8. doi:10.1007/s10549-014-3227-9. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25515931/
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