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C57BL/6JCya-Mamstrem1flox/Cya 条件性基因敲除小鼠
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产品名称:
Mamstr-flox
产品编号:
S-CKO-16032
品系背景:
C57BL/6JCya
小鼠资源库
* 使用本品系发表的文献需注明:Mamstr-flox mice (Strain S-CKO-16032) were purchased from Cyagen.
交付类型
周龄
性别
基因型
数量
编辑策略
品系名称
C57BL/6JCya-Mamstrem1flox/Cya
品系编号
CKOCMP-74490-Mamstr-B6J-VA
产品编号
S-CKO-16032
基因名
Mamstr
品系背景
C57BL/6JCya
基因别称
2810022D01Rik; 5430432N15Rik; Mastr
NCBI ID
修饰方式
条件性基因敲除
NCBI RefSeq
NM_172418
Ensembl ID
ENSMUST00000148532
靶向范围
Exon 3~7
敲除长度
~2.4 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。
小鼠表型
MGI:1921740 Mice homozygous for a null mutation display impaired muscle regeneration.
基因研究概述
MAMSTR,全称为Myocyte enhancer factor-2-activating motif and SAP domain-containing transcriptional regulator,是一种转录因子,其功能涉及多种生物学过程。MAMSTR通过结合其启动子区域来调节其下游基因的表达。MAMSTR的DNA结合位点和共调节基因的分子机制尚未得到充分探索。为了识别MAMSTR转录因子的全基因组结合位点和它们的共调节基因,研究人员进行了染色质免疫沉淀测序(ChIP-Seq)。结果显示,MAMSTR与1506个峰相关联,这些峰被注释为962个不同的基因。这些基因大多数参与转录调控、代谢途径和细胞发育和分化,例如AMPK信号通路、TGF-beta信号通路、转录共激活活性、转录共激活因子结合、脂肪因子信号通路、脂肪消化和吸收、骨骼肌纤维发育和骨骼肌细胞分化。此外,通过功能标记和分析,筛选并验证了PID1、VTI1B、PRKAG1、ACSS2和SLC28A3的表达水平和转录活性[1]。
在先天性肌肉萎缩症1A(Lama2-CMD)和杜氏肌肉萎缩症(DMD)中,MAMSTR基因的表达水平显著降低。Lama2-CMD和DMD是由层粘连蛋白-α2和肌营养不良蛋白的缺陷引起的,这两种蛋白都增强了肌膜,但它们涉及的临床表型不同。研究使用RNA深度测序(RNA-Seq)技术对dy2J/dy2J、Lama2-CMD小鼠模型和mdx、野生型小鼠的骨骼肌进行测序,以阐明疾病的病理生理学。结果表明,Lama2-CMD和mdx模型中存在大量共享的差异表达基因(DEGs),富集通路分析显示炎症、纤维化、细胞运动、迁移和增殖、细胞凋亡和坏死在两种小鼠模型中富集和上调。有趣的是,与mdx小鼠中该关键再生基因的上调相比,Lama2-CMD中Pax7的表达显著下调。Pax3和Mamstr基因在Lama2-CMD中也下调。这些结果可能解释了这些模型中不同的疾病过程和严重程度。mdx模型在此时显示出大量再生,而Lama2-CMD则显示出进行性肌肉萎缩过程[2]。
MAMSTR基因在血吸虫病发展中起重要作用。血吸虫感染导致宿主组织中对血吸虫卵的局部炎症反应,可能导致长期严重的并发症。血吸虫病的发展可能是由病原体、环境和宿主遗传成分之间的复杂相互作用引起的。在中国人群中,进行了一项全基因组关联研究,研究对象为637名未患血吸虫病的血吸虫病患者。在三种肝脏损伤指标中,研究人员发现了两个新的全基因组显著单核苷酸多态性(SNPs)rs34486793和rs2008259,以及位于20q13.31的基因PMEPA1。这些基因与血清透明质酸(HA)水平显著相关。此外,RASIP1和MAMSTR与血清天冬氨酸氨基转移酶(AST)水平显著相关,而TPM1与血清白蛋白水平显著相关。在血吸虫病临床体征中,ITIH4与门静脉直径(PVD)分级相关,OGDHL与腹水分级相关。研究人员还检测到,这些基因在严重血吸虫病小鼠的肝脏中表达增加。基于摘要数据的孟德尔随机化分析表明,ITIH4、PMEPA1和MAMSTR与PVD分级、HA和AST分别呈多效性相关[3]。
MAMSTR蛋白是myocardin家族的一员,该家族成员结合转录因子血清反应因子(SRF)并作为共激活因子控制与肌生成分化和运动功能相关的基因。SRF与DNA的结合是通过称为CArG盒的遗传元件介导的,这些元件通常存在于肌肉和生长控制基因中。近年来,关于定义基因组中这些CArG元件的全谱系(即CArGome)的研究揭示了myocardin家族蛋白在脂质和葡萄糖稳态中的意外作用。该共激活因子家族包括myocardin(MYOCD)、myocardin相关转录因子A和B(MRTF-A/MKL1和MRTF-B/MKL2)和MASTR(MAMSTR)。研究讨论了越来越多的证据表明,SRF驱动的转录受细胞外葡萄糖通过激活Rho-激酶途径和肌动蛋白聚合的调节。研究还描述了数据显示,脂肪生成受MLK活性的影响,通过过氧化物酶体增殖物激活受体γ的上游作用,影响全身脂肪量和胰岛素敏感性。最近还证明,myocardin共激活因子参与小窝的形成,小窝是细胞膜中的Ω形膜内陷,对脂质和葡萄糖代谢至关重要。myocardin蛋白的这些新作用可能为探索新的未开发的策略以对抗代谢疾病(如糖尿病)开辟道路,预计到2025年,糖尿病的发病率将达到3.33亿人。该评论强调了myocardin相关转录因子在脂质和葡萄糖代谢中的新发现作用,以及它们作为平滑肌中拉伸依赖性效应介质的已知作用的新见解。除了机械刺激外,现在还发现这种调节受平滑肌中细胞外葡萄糖水平的促进。最近的研究还表明,MKLs可以调节一组参与细胞膜中称为小窝的脂质富集内陷形成的基因。最后,还发现了MKLs在非肌肉细胞中的潜在作用,因为它们会负面影响脂肪细胞分化[4]。
高血压和COVID-19之间可能存在遗传关系。为了评估高血压和COVID-19之间的遗传关系,并探索高血压与COVID-19之间的分子通路,研究人员进行了遗传相关性分析和孟德尔随机化(MR)分析,以评估高血压与住院COVID-19之间的潜在关联。结果表明,高血压与COVID-19呈正相关(rg = 0.19)。MR分析表明,高血压的遗传易感性对住院COVID-19有因果影响(优势比[OR]: 1.05,置信区间[CI]: 1.00-1.09,p = 0.030)。高血压和住院COVID-19有三个重叠的位点,并共享八个编码蛋白质的风险基因,包括ABO、CSF2、FUT2、IZUMO1、MAMSTR、NPNT、RASIP1和WNT3。分子通路分析表明,高血压可能通过诱导炎症通路来促进COVID-19的发展。研究表明,遗传决定的高血压可能会增加严重COVID-19的风险。共享的遗传变异和连接的分子通路可能揭示了高血压和COVID-19之间的因果联系[5]。
DNA甲基化差异在阿尔茨海默病(AD)中已有报道。研究人员对超过1000个前额叶皮层脑样本进行了荟萃分析,以确定与Braak阶段显著相关的最一致的甲基化差异。使用统一的分析流程,研究人员确定了3751个CpG和119个与Braak阶段显著相关的差异甲基化区域(DMRs)。分析确定了差异甲基化基因,如MAMSTR、AGAP2和AZU1。最显著的DMR位于MAMSTR基因上,该基因编码一种刺激MEF2C的共激活因子。值得注意的是,MEF2C与另一个转录因子PU.1协同作用,PU.1是AD基因网络中的中心枢纽。富集分析强调了免疫系统和多梳抑制复合物2在AD病理中的潜在作用。这些结果可能有助于促进AD的机制和生物标志物发现研究[6]。
FUT2-ABO上位性增加了幼儿哮喘和肺炎球菌呼吸道疾病的风险。哮喘伴严重加重是幼儿住院的最常见原因。研究旨在通过全基因组关联研究增加对该临床重要疾病实体的了解。发现分析包括2866名在2至6岁之间经历严重哮喘加重的儿童和65415名非哮喘对照者,并在哥本哈根儿童哮喘前瞻性研究(COPSAC)出生队列的918名儿童中复制了发现。研究人员确定了位于19号染色体FUT2/MAMSTR附近的rs281379作为一个新的风险位点(OR = 1.18(95% CI = 1.11-1.25),P发现 = 2.6 × 10-9),以及FUT2和ABO功能变异之间生物学上合理的相互作用。研究人员还发现并复制了这种相互作用背后的潜在因果机制,与肺炎球菌呼吸道疾病相关。这些结果表明了幼儿哮喘的一种新机制,并证明了发现哮喘基因和上位性的表型特异性的重要性[7]。
RNA-seq和ATAC-seq的整合确定了牛中肌肉调节的枢纽基因。作为畜牧业的主要产品,肌肉本身在维持动物运动和调节代谢中发挥着不可替代的作用。因此,探索其生长、发育和再生对提高牲畜的肉产量和质量具有重要意义。在这项研究中,研究人员试图使用RNA-seq和ATAC-seq技术确定在牛骨骼肌中特异性表达的差异表达基因(DEGs),作为研究肌肉发育调控机制的潜在候选基因。从GEO数据库选择了8个组织样本的微阵列数据进行分析。首先,通过WGCNA分析获得了与每个组织相关的基因模块。通过基因本体(GO)功能注释,发现浅黄色模块(MElightyellow)与肌肉发育密切相关,并筛选出213个枢纽基因作为后续研究的靶点。进一步分析显示,除了PREB之外,所有其他候选枢纽基因在肌肉组中都上调。ATAC-seq分析显示,肌肉特异性可及的染色质区域主要位于与肌肉结构发育(GO:0061061)、肌肉细胞发育(GO:0055001)和肌肉系统过程(GO:0003012)相关的基因的启动子区域,这些基因参与cAMP、CGMP-PKG、MAPK等信号通路。然后,研究人员整合了RNA-seq和ATAC-seq分析的结果,并确定了212个候选枢纽基因中的54个作为骨骼肌发育的关键调节基因。最后,通过基序分析,发现54个关键基因中的22个是转录因子MEF2C的潜在靶基因,包括CAPN3、ACTN2、MB、MYOM3、SRL、CKM、ALPK3、MAP3K20、UBE2G1、NEURL2、CAND2、DOT1L、HRC、MAMSTR、FSD2、LRRC2、LSMEM1、SLC29A2、FHL3、KLHL41、ATXN7L2和PDRG1。这为研究哺乳动物骨骼肌发育的分子机制提供了潜在的参考[8]。
定量蛋白质组学分析揭示了5'-脱氧-5'-甲基硫腺苷在胆管癌细胞中可能的抗癌机制。胆管癌(CCA)是一种起源于胆管上皮的侵袭性癌症,在亚洲国家,特别是肝吸虫感染流行区,CCA特别常见。CCA的化疗往往由于耐药性而失败,因此需要新的抗癌药物。这项研究调查了5'-脱氧-5'-甲基硫腺苷(MTA),一种自然存在的核苷,对CCA的潜力。虽然MTA已显示出对各种癌症的潜力,但对其对CCA的影响尚未进行探索。研究人员评估了MTA在CCA细胞系和耐药亚系中的抗癌活性,通过评估细胞活力、迁移、侵袭和凋亡来评估细胞活力、迁移、侵袭和凋亡。通过LC-MS/MS和生物信息学分析,探索了MTA的潜在抗癌机制。结果显示,MTA呈剂量依赖性降低CCA细胞活力,对癌细胞的影响比对正常细胞的影响更大。此外,MTA抑制生长、诱导凋亡、抑制细胞迁移和侵袭。此外,MTA增强了耐药CCA细胞对吉西他滨的抗癌效果。蛋白质组学揭示了MTA下调多种蛋白质,影响各种分子功能、生物学过程和细胞组分。网络分析强调了MTA抑制与线粒体功能和能量提取相关的蛋白质的作用,这对细胞生长和生存至关重要。此外,MTA还抑制了参与细胞形态和细胞骨架组织的相关蛋白质,这对癌症细胞的运动和转移至关重要。从蛋白质组学结果中,研究人员选择了包括ZNF860、KLC1、GRAMD1C、MAMSTR、TANC1和TTC13在内的六个候选基因,并通过RT-qPCR进行了验证。进一步通过Western blotting证实了MTA处理对KLC1蛋白的抑制作用。此外,基于TCGA数据,发现KLC1 mRNA在CCA患者组织中比正常邻近组织上调。总之,MTA通过抑制生长、诱导凋亡和抑制迁移和侵袭,同时增强吉西他滨的效果,显示出对CCA的抗癌潜力。蛋白质组学分析阐明了MTA抗癌活性的潜在分子机制,为MTA作为晚期CCA治疗的未来研究和开发奠定了基础[9]。
猪骨骼肌发育和生长决定了猪肉的质量和产量。虽然已经使用各种组学数据对猪骨骼肌发育的遗传调控进行了广泛的研究,但TEs在这种背景下的作用研究较少。为了填补这一空白,研究人员构建了猪骨骼肌发育阶段的TE表达图谱。通过整合猪TE基因组坐标和来自27个发育阶段的RNA-Seq数据,实现了这一目标。研究人员发现,在猪骨骼肌中,活跃的TEs与活跃的表观基因组标记密切相关,包括低水平的DNA甲基化、高水平的染色质可及性和活跃的组蛋白修饰。此外,这些TEs包括6074个自表达的TEs,在肌肉细胞发育和肌纤维组装方面显著富集。使用TE表达数据,研究人员进行了加权基因共表达网络分析(WGCNA),并确定了与肌肉组织发育显著相关以及与猪肉和胴体性状的全基因组关联研究(GWAS)信号显著相关的模块。在这个模块中,研究人员构建了一个TE介导的基因调控网络,采用独特的多组学整合方法。该网络强调了几个与肌肉相关性状相关的已建立的候选基因,包括HES6、CHRNG、ACTC1、CHRND、MAMSTR和PER2,以及像ENSSSCG00000005518、ENSSSCG00000033601和PIEZO2这样的新基因。这些新基因有望调节猪的肌肉相关性状。总之,这项研究不仅增强了基于TE的中心解析猪肉生产性状遗传基础的遗传基础,而且还为构建TE介导的调控网络以研究复杂性状或疾病提供了一种通用的方法[10]。
综上所述,MAMSTR是一种重要的转录因子,在骨骼肌纤维母细胞发育、肌肉再生、血吸虫病、高血压和COVID-19、阿尔茨海默病、幼儿哮喘、胆管癌和猪肌肉性状等方面发挥着重要作用。MAMSTR的研究有助于深入理解骨骼肌发育和疾病发生的分子机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Li, Chenlei, Zhang, Zhe, Wei, Yilin, Yang, Feng, Han, Xuelei. 2023. Genome-Wide Analysis of MAMSTR Transcription Factor-Binding Sites via ChIP-Seq in Porcine Skeletal Muscle Fibroblasts. In Animals : an open access journal from MDPI, 13, . doi:10.3390/ani13111731. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37889674/
2. Yanay, Nurit, Elbaz, Moran, Konikov-Rozenman, Jenya, Mitrani-Rosenbaum, Stella, Nevo, Yoram. . Pax7, Pax3 and Mamstr genes are involved in skeletal muscle impaired regeneration of dy2J/dy2J mouse model of Lama2-CMD. In Human molecular genetics, 28, 3369-3390. doi:10.1093/hmg/ddz180. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31348492/
3. Zhou, Miao, Xue, Chao, Wu, Zhongdao, Wu, Xiaoying, Li, Miaoxin. 2022. Genome-Wide Association Study Identifies New Risk Loci for Progression of Schistosomiasis Among the Chinese Population. In Frontiers in cellular and infection microbiology, 12, 871545. doi:10.3389/fcimb.2022.871545. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35493725/
4. Swärd, Karl, Stenkula, Karin G, Rippe, Catarina, Gomez, Maria F, Albinsson, Sebastian. 2016. Emerging roles of the myocardin family of proteins in lipid and glucose metabolism. In The Journal of physiology, 594, 4741-52. doi:10.1113/JP271913. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27060572/
5. Baranova, Ancha, Cao, Hongbao, Zhang, Fuquan. . Causal associations and shared genetics between hypertension and COVID-19. In Journal of medical virology, 95, e28698. doi:10.1002/jmv.28698. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36951353/
6. Zhang, Lanyu, Silva, Tiago C, Young, Juan I, Martin, Eden R, Wang, Lily. 2020. Epigenome-wide meta-analysis of DNA methylation differences in prefrontal cortex implicates the immune processes in Alzheimer's disease. In Nature communications, 11, 6114. doi:10.1038/s41467-020-19791-w. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33257653/
7. Ahluwalia, Tarunveer S, Eliasen, Anders U, Sevelsted, Astrid, Bisgaard, Hans, Bønnelykke, Klaus. 2020. FUT2-ABO epistasis increases the risk of early childhood asthma and Streptococcus pneumoniae respiratory illnesses. In Nature communications, 11, 6398. doi:10.1038/s41467-020-19814-6. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33328473/
8. Wang, Jianfang, Li, Bingzhi, Yang, Xinran, Zhang, Ke, Zan, Linsen. 2022. Integration of RNA-seq and ATAC-seq identifies muscle-regulated hub genes in cattle. In Frontiers in veterinary science, 9, 925590. doi:10.3389/fvets.2022.925590. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36032309/
9. Kerdkumthong, Kankamol, Nanarong, Sutthipong, Roytrakul, Sittiruk, Runsaeng, Phanthipha, Obchoei, Sumalee. 2024. Quantitative proteomics analysis reveals possible anticancer mechanisms of 5'-deoxy-5'-methylthioadenosine in cholangiocarcinoma cells. In PloS one, 19, e0306060. doi:10.1371/journal.pone.0306060. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38923999/
10. Wang, Chao, Lei, Bowen, Liu, Yuwen. 2023. An Analysis of a Transposable Element Expression Atlas during 27 Developmental Stages in Porcine Skeletal Muscle: Unveiling Molecular Insights into Pork Production Traits. In Animals : an open access journal from MDPI, 13, . doi:10.3390/ani13223581. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38003198/
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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
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