Dusp16-flox 基因敲除小鼠

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产品名称

Dusp16-flox 基因敲除小鼠

产品编号

S-CKO-14893

品系全称

C57BL/6JCya-Dusp16em1flox/Cya

品系背景

C57BL/6JCya

品系编号

CKOCMP-70686-Dusp16-B6J-VA

品系状态

使用本品系发表的文献需注明: Dusp16-flox 基因敲除小鼠 mice (Strain S-CKO-14893) were purchased from Cyagen.
交付类型
周龄
性别
基因型
数量
cKO小鼠库模型
MAPK信号通路

基本信息

基因研究概述

质控标准

基因
基因全称
dual specificity phosphatase 16
基因别称
3830417M17Rik,D6Ertd213e,MKP-7,MKP7,Mkpm
染色体号
Chr 6 (Mouse)
转录本 ID
NCBI: NM_130447.3 | Ensembl: ENSMUST00000100857
修饰方式
条件性基因敲除
靶向范围
Exon 3
敲除长度
~639 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:1917936Mice homozygous for a gene trap allele exhibit complete neonatal lethality and decreased birth weight.
DUSP16,即双重特异性磷酸酶16,是双重特异性磷酸酶(DUSPs)家族的一员。DUSPs是一类能够去磷酸化磷酸酪氨酸和磷酸丝氨酸/磷酸苏氨酸残基的蛋白质磷酸酶。它们在细胞信号转导中发挥着关键作用,特别是通过调控丝裂原活化蛋白激酶(MAPKs)的活性,这些激酶在细胞生长、分化、炎症反应和细胞死亡等过程中发挥着重要作用[1,2,3]。

DUSP16在多种癌症中发挥着重要作用。研究表明,DUSP16的表达水平与癌症细胞对化疗药物的敏感性相关。在鼻咽癌、结直肠癌、胃癌和乳腺癌中,高表达的DUSP16与癌症细胞对化疗药物的抗性增加有关。通过过表达DUSP16,癌症细胞对化疗诱导的细胞死亡的抵抗力增加;相反,敲低DUSP16的表达则提高了癌症细胞对化疗的敏感性。机制上,DUSP16通过抑制JNK和p38的激活,减少线粒体中BAX的积累,从而降低细胞凋亡。对患者生存率的分析支持DUSP16作为化疗敏感性和治疗结果的标志物[1]。

DUSP16在免疫系统中也发挥着重要作用。在巨噬细胞和树突状细胞中,DUSP16的A1和B1亚型在Toll样受体(TLR)刺激后诱导表达。通过基因捕获技术产生的DUSP16缺失小鼠在出生前死亡,表明DUSP16在围产期生存中具有重要作用。DUSP16缺失的巨噬细胞选择性地过度表达TLR诱导的基因,包括细胞因子IL-12,表明DUSP16在调节TLR诱导的细胞因子产生中具有选择性控制作用[2]。

DUSP16的缺失导致细胞周期停滞和细胞衰老。通过短发夹RNA介导的基因敲低实验发现,DUSP16的缺失导致细胞周期在G1/S过渡阶段停滞,减少5-溴脱氧尿苷的掺入,增强衰老相关β-半乳糖苷酶活性和衰老相关异染色质焦点的形成。机制上,DUSP16的沉默通过激活肿瘤抑制因子p53和Rb导致细胞衰老。DUSP16的磷酸酶活性对于对抗细胞衰老是必要的。在人类肝细胞癌中,DUSP16的表达水平上调,并与肿瘤细胞增殖呈正相关[3]。

DUSP16还与急性肺损伤(ALI)的进展相关。研究表明,circRNA mmu-circ_0001679在LPS刺激的MLE-12细胞中过表达,circ_0001679的敲低抑制了LPS诱导的细胞凋亡和促炎细胞因子的产生。circ_0001679与miR-338-3p结合,而miR-338-3p靶向DUSP16。DUSP16的过表达逆转了circ_0001679敲低在LPS刺激的MLE-12细胞中的影响。circ_0001679的敲低减弱了ALI小鼠的肺部病理变化,减少了肺微血管通透性,并抑制了炎症。因此,circ_0001679的敲低通过miR-338-3p/DUSP16轴抑制了脓毒症诱导的ALI进展[4]。

DUSP16的缺失导致先天性梗阻性脑积水和大脑过度生长。在DUSP16基因敲除小鼠中,中脑导水管在中孕期由于神经祖细胞的扩张而受阻,而在晚孕期由于神经元的增加而阻塞,导致脑脊液(CSF)流出受阻。DUSP16缺失突变体的神经祖细胞在中孕期出现了细胞周期退出延迟,导致祖细胞过度增殖。在晚孕期,这个扩张的神经祖细胞池产生了更多的神经元,导致大脑体积增大。因此,DUSP16在神经发生中发挥着关键作用,通过平衡神经祖细胞增殖和神经分化[5]。

DUSP16的表达水平在膀胱癌中也具有重要意义。研究表明,KLF16在膀胱癌细胞的存活中是必需的。KLF16的表达水平在膀胱癌组织中升高,并且KLF16表达水平的升高与膀胱癌患者的无病生存期(PFS)和癌症特异性生存期(CSS)概率降低相关。机制上,KLF16的mRNA与DUSP16的mRNA竞争结合RNA结合蛋白WBP11,导致DUSP16 mRNA的不稳定。这反过来导致ERK1/2的激活,稳定MYC蛋白。此外,KLF16与MYC相互作用形成核凝集体,从而增强MYC的转录活性。MYC转录上调KLF16,形成一个正反馈回路,增强了它们的致癌功能。靶向这个回路可以抑制膀胱癌细胞的存活和肿瘤生长,并增加对化疗的敏感性[6]。

DUSP16的表达还受到平滑肌细胞ILF3的调控。ILF3是一种双链RNA结合蛋白,参与调节mRNA的稳定性。研究表明,VSMC中ILF3的表达在人类再狭窄动脉和小鼠颈动脉结扎动脉中显著升高。SMC特异性ILF3敲除小鼠显著抑制了损伤诱导的新内膜形成。在体外,PDGF-BB处理剂量和时间依赖性地升高VSMC中ILF3的水平。ILF3沉默显著抑制了PDGF-BB诱导的表型转换、增殖和迁移。转录组测序和RNA免疫沉淀测序显示,ILF3通过与HMGB1 mRNA结合维持其稳定性,从而通过增强STAT3的磷酸化抑制DUSP16的转录。因此,体内外结果表明,VSMC中ILF3的缺失通过HMGB1 mRNA的降解介导的STAT3/DUSP16轴的调节减轻了新内膜增生[7]。

DUSP16的稳定性还受到泛素化的调节。泛素化是控制蛋白质降解、激活和相互作用的关键。研究表明,泛素化导致DUSP1、DUSP4、DUSP5、DUSP6、DUSP7、DUSP8、DUSP9和DUSP16的降解。此外,DUSP2和DUSP10的蛋白稳定性通过磷酸化得到增强。DUSP14的甲基化诱导泛素化刺激其磷酸酶活性。这些研究表明,泛素化在调节DUSP的稳定性和活性中发挥着重要作用[8]。

DUSP16的表达还受到口腔微生物群的影响。研究表明,在牙周炎患者的口腔良性病变、口腔潜在恶性肿瘤(OPMD)和口腔鳞状细胞癌(OSCC)中,Prevotella melaninogenica和Streptococcus mitis的频率较高。在Prevotella melaninogenica存在的OPMD组织中,AKT2的表达水平升高。在含有Streptococcus mitis的OSCC组织中,DUSP16的表达水平显著降低。这表明P. melaninogenica和S. mitis可能通过AKT2的上调和DUSP16的下调影响口腔黏膜病变的发生[9]。

DUSP16的表达还受到表观遗传调控。在伯基特淋巴瘤(BL)细胞系和原发BL中,DUSP16的表达受到甲基化依赖性转录沉默的影响。沉默与DUSP16启动子区域的CpG岛中异常甲基化相关。与其他非霍奇金淋巴瘤(NHL)和上皮恶性肿瘤相比,BL中DUSP16的CpG岛未甲基化。在BL细胞系中,ERK或p38的组成型或诱导型活性与DUSP16状态无关。然而,DUSP16甲基化的细胞中JNK的激活增加。DUSP16 CpG岛的甲基化阻断了DUSP16的转录诱导,从而消除了限制JNK活性的正常生理性负反馈回路,并赋予细胞对激活JNK的药物(如山梨醇和蒽环类化疗药物)的敏感性增加。因此,DUSP16是BL中JNK激活的一个新的表观遗传调控因子[10]。

综上所述,DUSP16是一种重要的双重特异性磷酸酶,参与调节MAPK信号通路,影响细胞生长、分化、炎症反应和细胞死亡等过程。DUSP16在多种癌症、免疫系统、细胞周期和衰老、急性肺损伤、脑积水、膀胱癌、平滑肌细胞功能和口腔微生物群中发挥着重要作用。此外,DUSP16的表达和活性受到泛素化和表观遗传调控的影响。DUSP16的研究有助于深入理解MAPK信号通路的调控机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。

参考文献:
1. Low, Heng Boon, Wong, Zhen Lim, Wu, Bangyuan, Xu, Xiaohong, Zhang, Yongliang. 2021. DUSP16 promotes cancer chemoresistance through regulation of mitochondria-mediated cell death. In Nature communications, 12, 2284. doi:10.1038/s41467-021-22638-7. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33863904/
2. Niedzielska, Magdalena, Bodendorfer, Barbara, Münch, Sandra, Keyse, Stephen M, Lang, Roland. 2013. Gene trap mice reveal an essential function of dual specificity phosphatase Dusp16/MKP-7 in perinatal survival and regulation of Toll-like receptor (TLR)-induced cytokine production. In The Journal of biological chemistry, 289, 2112-26. doi:10.1074/jbc.M113.535245. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24311790/
3. Zhang, Haibin, Zheng, Hai, Mu, Wenjing, Ji, Yuan, Hui, Lijian. 2015. DUSP16 ablation arrests the cell cycle and induces cellular senescence. In The FEBS journal, 282, 4580-94. doi:10.1111/febs.13518. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26381291/
4. Zhu, Jiang, Zhong, Fukuan, Chen, Futao, Zhou, Yong, Bai, Qiaohong. 2022. circRNA_0001679/miR-338-3p/DUSP16 axis aggravates acute lung injury. In Open medicine (Warsaw, Poland), 17, 403-413. doi:10.1515/med-2022-0417. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35291714/
5. Zega, Ksenija, Jovanovic, Vukasin M, Vitic, Zagorka, Lang, Roland, Brodski, Claude. 2017. Dusp16 Deficiency Causes Congenital Obstructive Hydrocephalus and Brain Overgrowth by Expansion of the Neural Progenitor Pool. In Frontiers in molecular neuroscience, 10, 372. doi:10.3389/fnmol.2017.00372. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29170629/
6. Zheng, Lisi, Wang, Jingxuan, Han, Shan, Wu, Yuanzhong, Kang, Tiebang. 2024. The KLF16/MYC feedback loop is a therapeutic target in bladder cancer. In Journal of experimental & clinical cancer research : CR, 43, 303. doi:10.1186/s13046-024-03224-3. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39551759/
7. Hou, Ya-Min, Xu, Bo-Han, Zhang, Qiu-Ting, Wang, Peng, Zhang, Ming-Xiang. 2024. Deficiency of smooth muscle cell ILF3 alleviates intimal hyperplasia via HMGB1 mRNA degradation-mediated regulation of the STAT3/DUSP16 axis. In Journal of molecular and cellular cardiology, 190, 62-75. doi:10.1016/j.yjmcc.2024.04.004. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38583797/
8. Chen, Hsueh-Fen, Chuang, Huai-Chia, Tan, Tse-Hua. 2019. Regulation of Dual-Specificity Phosphatase (DUSP) Ubiquitination and Protein Stability. In International journal of molecular sciences, 20, . doi:10.3390/ijms20112668. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31151270/
9. Tomic, Uros, Nikolic, Nadja, Carkic, Jelena, Milasin, Jelena, Pucar, Ana. 2023. Streptococcus mitis and Prevotella melaninogenica Influence Gene Expression Changes in Oral Mucosal Lesions in Periodontitis Patients. In Pathogens (Basel, Switzerland), 12, . doi:10.3390/pathogens12101194. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37887710/
10. Lee, S, Syed, N, Taylor, J, Hatzimichael, E, Crook, T. 2010. DUSP16 is an epigenetically regulated determinant of JNK signalling in Burkitt's lymphoma. In British journal of cancer, 103, 265-74. doi:10.1038/sj.bjc.6605711. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20551953/