Npas3-flox 基因敲除小鼠

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产品名称

Npas3-flox 基因敲除小鼠

产品编号

S-CKO-10020

品系全称

C57BL/6JCya-Npas3em1flox/Cya

品系背景

C57BL/6JCya

品系编号

CKOCMP-27386-Npas3-B6J-VA

品系状态

使用本品系发表的文献需注明: Npas3-flox 基因敲除小鼠 mice (Strain S-CKO-10020) 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
neuronal PAS domain protein 3
基因别称
4930423H22Rik,bHLHe12
染色体号
Chr 12 (Mouse)
转录本 ID
NCBI: NM_013780.3 | Ensembl: ENSMUST00000101432
修饰方式
条件性基因敲除
靶向范围
Exon 4
敲除长度
~583 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:1351610Mice homozygous for some knock-out alleles exhibit abnormal behavior and nervous system morphology. Mice homozygous for another knock-out allele exhibit defective lung branching morphogenesis and die shortly after birth.
NPAS3,全称为neuronal PAS domain protein 3,是一种在脑中表达的转录因子,属于碱性螺旋-环-螺旋PAS结构域家族的成员。它在神经系统中发挥重要作用,尤其是在神经发育和功能方面。NPAS3的表达模式显示其在胚胎发育过程中主要在神经系统中表达,尤其是在神经管和神经上皮中[2]。在成人脑中,NPAS3 mRNA的表达主要集中在皮层的neopallial层[2]。此外,NPAS3在非神经组织中也有表达,例如在发育中的真皮、耳蜗和鼻腔囊泡周围的间充质、心脏瓣膜、肢体和肾脏中[2]。

NPAS3作为一种转录因子,具有与DNA直接结合并调节基因表达的能力。它通过与其他转录因子,如ARNT(aryl hydrocarbon receptor nuclear translocator)形成异源二聚体来发挥作用。NPAS3与ARNT的直接相互作用是通过它们的碱性螺旋-环-螺旋(bHLH)和PAS结构域进行的[1]。此外,NPAS3的C端含有一个功能性的反式激活结构域,这对于其转录激活功能至关重要[1]。

在神经发育中,NPAS3对神经发生和神经元分化起着关键作用。在Npas3敲除小鼠中,观察到成年小鼠海马中的神经发生明显减少,皮质中间神经元数量也减少[1]。这些神经发生的缺陷可能与Npas3敲除小鼠中观察到的行为和认知改变有关[1]。此外,NPAS3还与人类多种精神疾病和神经发育障碍有关,例如精神分裂症[4]。在精神分裂症患者中,NPAS3基因的破坏和变异可能导致其功能的丧失,进而影响神经发育和神经功能[4]。

除了在神经系统中发挥作用外,NPAS3还与呼吸系统的发育和稳态有关。在肺发育过程中,Npas3 mRNA在E10.5至E13.5时达到峰值,在气道上皮细胞中表达[5]。Npas3敲除小鼠表现出肺分支形态发生减少,导致出生后呼吸困难,并伴随肺泡化减少,Shh、Fgf9、Fgf10和Bmp4 mRNA表达降低,Spry2表达增加,这与FGF信号传导减少一致[5]。此外,Npas3杂合子小鼠表现出肺表型较轻,但会发展为肺气肿和气道高反应性[5]。这些结果表明,NPAS3在呼吸系统的发育和稳态中起着重要作用。

NPAS3的表达和功能受到多种机制的调控。研究发现,NPAS3的表达受到miRNA的调控,例如miR-17。在人类皮质发育过程中,NPAS3 mRNA水平下降,但蛋白质表达水平上升,这表明存在转录后调控机制[6]。此外,NPAS3的表达也受到人类基因组中快速积累的核苷酸替换的影响,这些替换在人类进化过程中形成了一个高度保守的非编码加速区域[3]。这些人类特有的加速区域可能改变了NPAS3在人类发育大脑中的时空表达模式,从而对人类大脑的进化做出了贡献[3]。

综上所述,NPAS3作为一种在脑中表达的转录因子,在神经发育和功能中发挥着重要作用。它在神经发生和神经元分化中起着关键作用,并与多种精神疾病和神经发育障碍有关。此外,NPAS3还与呼吸系统的发育和稳态有关。NPAS3的表达和功能受到多种机制的调控,包括miRNA的调控和人类基因组中的加速区域。深入研究NPAS3的功能和调控机制对于理解神经发育和神经疾病的发生机制具有重要意义。

参考文献:
1. Luoma, Leiah M, Berry, Fred B. 2018. Molecular analysis of NPAS3 functional domains and variants. In BMC molecular biology, 19, 14. doi:10.1186/s12867-018-0117-4. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30509165/
2. Brunskill, E W, Witte, D P, Shreiner, A B, Potter, S S. . Characterization of npas3, a novel basic helix-loop-helix PAS gene expressed in the developing mouse nervous system. In Mechanisms of development, 88, 237-41. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10534623/
3. Kamm, Gretel B, Pisciottano, Francisco, Kliger, Rafi, Franchini, Lucía F. 2013. The developmental brain gene NPAS3 contains the largest number of accelerated regulatory sequences in the human genome. In Molecular biology and evolution, 30, 1088-102. doi:10.1093/molbev/mst023. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23408798/
4. Kamnasaran, D, Muir, W J, Ferguson-Smith, M A, Cox, D W. . Disruption of the neuronal PAS3 gene in a family affected with schizophrenia. In Journal of medical genetics, 40, 325-32. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12746393/
5. Zhou, Shutang, Degan, Simone, Potts, Erin N, Foster, W Michael, Sunday, Mary E. 2009. NPAS3 is a trachealess homolog critical for lung development and homeostasis. In Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 106, 11691-6. doi:10.1073/pnas.0902426106. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19581591/
6. Wong, Jenny, Duncan, Carlotta E, Beveridge, Natalie J, Cairns, Murray J, Weickert, Cynthia Shannon. 2012. Expression of NPAS3 in the human cortex and evidence of its posttranscriptional regulation by miR-17 during development, with implications for schizophrenia. In Schizophrenia bulletin, 39, 396-406. doi:10.1093/schbul/sbr177. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22228753/