Atp1a4-flox 基因敲除小鼠

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产品名称

Atp1a4-flox 基因敲除小鼠

产品编号

S-CKO-09966

品系全称

C57BL/6JCya-Atp1a4em1flox/Cya

品系背景

C57BL/6JCya

品系编号

CKOCMP-27222-Atp1a4-B6J-VA

品系状态

使用本品系发表的文献需注明: Atp1a4-flox 基因敲除小鼠 mice (Strain S-CKO-09966) 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
ATPase, Na+/K+ transporting, alpha 4 polypeptide
基因别称
-
染色体号
Chr 1 (Mouse)
转录本 ID
NCBI: NM_013734.1 | Ensembl: ENSMUST00000111243
修饰方式
条件性基因敲除
靶向范围
Exon 8
敲除长度
~769 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:1351335Male mice homozygous for a knock-out allele exhibit infertility associated with asthenozoospermia and teratozoospermia.
基因Atp1a4编码的是一种名为α4的钠钾ATP酶(Na,K-ATPase)的α亚基。这种亚基是一种精子特异性蛋白,在精子运动和男性生育中发挥着重要作用。α4亚基与其他Na,K-ATPase的α亚基在氨基酸序列上具有高度的同源性,但其第一外环与其他亚基有显著差异。这种差异使得α4亚基能够赋予细胞低水平的乌本苷抵抗性,而乌本苷通常用于检测Na,K-ATPase的活性。Atp1a4基因在人类和小鼠中位于染色体1上,与α2亚基基因(Atp1a2)紧密相邻,两者在基因组织和表达模式上具有相似性,表明它们可能是同源基因[3]。

Atp1a4基因的表达受到表观遗传调控,包括DNA甲基化。研究发现,在精子中,Atp1a4基因的内含子区域存在一个CpG岛,其甲基化水平低于肾脏组织中的水平。这表明DNA甲基化可能参与了Atp1a4基因的表达调控。此外,Atp1a4基因的启动子区域也显示出组织特异性,在精子中存在差异甲基化,并且可以通过5-aza2-脱氧胞苷处理来上调α4转录物和降低甲基化水平[2]。

在精子发生过程中,Atp1a4基因的表达具有时空特异性。研究表明,Atp1a4基因的表达主要在雄性生殖细胞中进行,尤其是在精子细胞中。利用绿色荧光蛋白(GFP)作为标记,研究人员发现Atp1a4基因的表达主要在精子的后减数分裂阶段进行,即精细胞、精细胞和精子细胞中。这表明Atp1a4基因的表达受到严格的时空控制,以适应精子功能的特殊需要[4]。

Atp1a4基因的突变与男性不育有关。在人类中,Atp1a4基因的突变与精子运动障碍和男性不育相关。在动物模型中,Atp1a4基因的敲除会导致精子形态和功能异常,从而导致不育。这些结果表明,Atp1a4基因在男性生育中发挥着不可或缺的作用[1]。

除了在男性生育中的作用,Atp1a4基因还与其他生物学过程有关。研究发现,Atp1a4基因的突变与家族性偏瘫性偏头痛(FHM)相关。FHM是一种遗传性头痛疾病,表现为偏瘫和头痛发作。Atp1a4基因的突变会导致钠钾ATP酶功能的改变,从而影响神经细胞的功能和信号传导,导致偏头痛的发生[5]。

综上所述,Atp1a4基因编码的α4亚基在精子运动和男性生育中发挥着重要作用。Atp1a4基因的表达受到严格的时空调控和表观遗传调控。Atp1a4基因的突变与男性不育和家族性偏瘫性偏头痛等疾病相关。因此,深入研究Atp1a4基因的功能和调控机制对于理解男性生育和疾病发生机制具有重要意义。

参考文献:
1. Mariani, Noemia A P, Silva, Joana V, Fardilha, Margarida, Silva, Erick J R. . Advances in non-hormonal male contraception targeting sperm motility. In Human reproduction update, 29, 545-569. doi:10.1093/humupd/dmad008. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37141450/
2. Kumar, Deepti L, Kumar, Priya L, James, Paul F. 2015. Methylation-dependent and independent regulatory regions in the Na,K-ATPase alpha4 (Atp1a4) gene may impact its testis-specific expression. In Gene, 575, 339-52. doi:10.1016/j.gene.2015.09.003. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26343794/
3. Underhill, D A, Canfield, V A, Dahl, J P, Gros, P, Levenson, R. . The Na,K-ATPase alpha4 gene (Atp1a4) encodes a ouabain-resistant alpha subunit and is tightly linked to the alpha2 gene (Atp1a2) on mouse chromosome 1. In Biochemistry, 38, 14746-51. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10555956/
4. McDermott, Jeffrey P, Sánchez, Gladis, Chennathukuzhi, Vargheese, Blanco, Gustavo. 2012. Green fluorescence protein driven by the Na,K-ATPase α4 isoform promoter is expressed only in male germ cells of mouse testis. In Journal of assisted reproduction and genetics, 29, 1313-25. doi:10.1007/s10815-012-9876-x. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23229519/
5. Coppola, Giangennaro, Pastorino, Grazia Maria Giovanna, Vetri, Luigi, D'Onofrio, Floriana, Operto, Francesca Felicia. 2020. Familial Hemiplegic Migraine with an ATP1A4 Mutation: Clinical Spectrum and Carbamazepine Efficacy. In Brain sciences, 10, . doi:10.3390/brainsci10060372. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32549268/