Ucma-flox 基因敲除小鼠

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产品名称

Ucma-flox 基因敲除小鼠

产品编号

S-CKO-14207

品系全称

C57BL/6JCya-Ucmaem1flox/Cya

品系背景

C57BL/6JCya

品系编号

CKOCMP-68527-Ucma-B6J-VA

品系状态

使用本品系发表的文献需注明: Ucma-flox 基因敲除小鼠 mice (Strain S-CKO-14207) 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
upper zone of growth plate and cartilage matrix associated
基因别称
1110017I16Rik,Grp
染色体号
Chr 2 (Mouse)
转录本 ID
NCBI: NM_001113558 | Ensembl: ENSMUST00000115010
修饰方式
条件性基因敲除
靶向范围
Exon 1~3
敲除长度
~3.8 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:1915777Mice homozygous for a knock-out allele exhibit normal skeleton phenotype.
Ucma(Upper zone of growth plate and Cartilage Matrix Associated protein)是一种高度保守的分泌蛋白,分子量为17 kDa,主要由幼年软骨细胞表达。研究表明,Ucma在软骨发育和骨骼生长中发挥重要作用。在Ucma基因敲除小鼠中,尽管软骨细胞和骨细胞中的Ucma表达缺失,但骨骼发育并未受到显著影响[1]。这表明Ucma可能参与骨骼稳态的调节,并在应对如衰老或疾病等挑战性条件下的骨骼力学性质中发挥作用。

Ucma作为一种γ-羧基谷氨酸(Gla)富含的分泌蛋白,主要在成年软骨中表达。研究显示,Ucma可以促进成骨细胞分化,并减少高糖诱导的成骨细胞中活性氧(ROS)的产生。此外,Ucma还可以抑制破骨细胞分化,降低RANKL诱导的ROS产生,并增加破骨细胞中的抗氧化基因表达[2]。这些发现表明,Ucma在调节骨骼稳态和骨代谢中具有重要作用。

Ucma基因编码一种新型维生素K依赖性蛋白,称为Gla-rich protein(GRP)。研究发现,Ucma基因存在四种可变剪接转录本,分别命名为Ucma/GRP-F1、-F2、-F3和-F4。其中,Ucma/GRP-F1和-F3可以分泌到培养基中,而Ucma/GRP-F2和-F4则积累在细胞内。这些可变剪接转录本在软骨发生早期阶段表达,并且可能在软骨病理学中发挥重要作用[3]。

Ucma/GRP还可以通过SMAD依赖性BMP信号通路抑制磷酸诱导的血管平滑肌细胞(VSMCs)钙化。Ucma/GRP在钙化的动脉粥样硬化斑块中表达,并且在VSMCs中高度表达。Ucma/GRP缺失的VSMCs表现出增加的矿物质沉积和成骨/软骨形成标记物的表达,以及矿物质沉积抑制剂MGP的表达减少。这些结果表明,Ucma/GRP在调节成骨/软骨分化和磷酸诱导的VSMCs矿物质沉积中具有重要作用[4]。

在类风湿性关节炎中,ADAMTS aggrecanases在软骨退化中发挥重要作用。研究发现,Ucma可以与ADAMTS5相互作用,并阻断其aggrecanase活性。Ucma在关节炎期间高度表达于关节软骨和骨赘中。Ucma缺失的小鼠表现出更严重的软骨蛋白聚糖丢失和软骨破坏。而Ucma治疗可以抑制关节炎中的软骨退化。这些结果表明,Ucma通过物理相互作用与ADAMTS5结合,抑制aggrecanase活性,并保护软骨免受炎症性关节炎中的退化[5]。

Ucma是Runx2和Osterix的直接转录靶点,可以促进成骨细胞分化和结节形成。Ucma表达在成骨细胞分化过程中逐渐增加,并且Ucma过表达的成骨细胞可以更早地形成矿化结节。这些结果表明,Ucma在成骨细胞分化过程中发挥重要作用,并可能作为治疗骨质疏松症和骨折的新靶点[6]。

研究发现,Ucma基因中存在一个常见的非同义单核苷酸多态性(SNP),导致Ucma蛋白羧基末端138位氨基酸从苏氨酸变为丝氨酸(138Thr > Ser)。此外,还发现一个罕见变异位于Ucma基因启动子区域,可能与Paget's病的发生相关[7]。

Ucma还可以调节原纤维蛋白-2(FBN2)的表达,并直接与FBN2蛋白相互作用,而不依赖于钙结合。FBN2的表达与Ucma表达成正比。这些结果表明,Ucma在调节FBN2表达和软骨基质中FBN2的分布中发挥重要作用[8]。

Ucma是一种新型分泌软骨特异性蛋白,参与调节骨骼稳态和骨代谢。Ucma通过抑制破骨细胞分化和促进成骨细胞分化,在骨骼稳态中发挥重要作用。此外,Ucma还可以抑制磷酸诱导的VSMCs钙化,并保护软骨免受炎症性关节炎中的退化。Ucma基因中存在的SNPs可能与Paget's病的发生相关。Ucma的研究有助于深入理解骨骼发育和骨代谢的分子机制,并为治疗骨质疏松症、骨折和骨关节炎等骨骼疾病提供新的思路和策略。

参考文献:
1. Eitzinger, Nicole, Surmann-Schmitt, Cordula, Bösl, Michael, von der Mark, Klaus, Stock, Michael. 2011. Ucma is not necessary for normal development of the mouse skeleton. In Bone, 50, 670-80. doi:10.1016/j.bone.2011.11.017. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22155508/
2. Nam, Bora, Park, Na Rae, Park, Eui Kyun, Kim, Jung-Eun. 2024. Unique cartilage matrix-associated protein inhibits osteoclast differentiation by alleviating RANKL-induced reactive oxygen species. In Biochemical and biophysical research communications, 722, 150171. doi:10.1016/j.bbrc.2024.150171. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38797151/
3. Le Jeune, Marion, Tomavo, Nathalie, Tian, Tian V, Mallein-Gerin, Frédéric, Duterque-Coquillaud, Martine. 2009. Identification of four alternatively spliced transcripts of the Ucma/GRP gene, encoding a new Gla-containing protein. In Experimental cell research, 316, 203-15. doi:10.1016/j.yexcr.2009.10.002. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19819238/
4. Willems, Brecht A, Furmanik, Malgorzata, Caron, Marjolein M J, Reutelingsperger, Chris P M, Schurgers, Leon J. 2018. Ucma/GRP inhibits phosphate-induced vascular smooth muscle cell calcification via SMAD-dependent BMP signalling. In Scientific reports, 8, 4961. doi:10.1038/s41598-018-23353-y. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29563538/
5. Seuffert, Fritz, Weidner, Daniela, Baum, Wolfgang, Schett, Georg, Stock, Michael. 2018. Upper zone of growth plate and cartilage matrix associated protein protects cartilage during inflammatory arthritis. In Arthritis research & therapy, 20, 88. doi:10.1186/s13075-018-1583-2. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29720262/
6. Lee, Y-J, Park, S-Y, Lee, S-J, Choi, J-Y, Kim, J-E. 2015. Ucma, a direct transcriptional target of Runx2 and Osterix, promotes osteoblast differentiation and nodule formation. In Osteoarthritis and cartilage, 23, 1421-31. doi:10.1016/j.joca.2015.03.035. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25865393/
7. Michou, Laëtitia, Conceição, Natércia, Morissette, Jean, Brown, Jacques P, Cancela, M Leonor. 2012. Genetic association study of UCMA/GRP and OPTN genes (PDB6 locus) with Paget's disease of bone. In Bone, 51, 720-8. doi:10.1016/j.bone.2012.06.028. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22796589/
8. Lee, Yeon-Ju, Park, Seung-Yoon, Park, Eui Kyun, Kim, Jung-Eun. 2019. Unique cartilage matrix-associated protein regulates fibrillin-2 expression and directly interacts with fibrillin-2 protein independent of calcium binding. In Biochemical and biophysical research communications, 511, 221-227. doi:10.1016/j.bbrc.2019.01.128. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30791984/