Ggta1-flox 基因敲除小鼠

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产品名称

Ggta1-flox 基因敲除小鼠

产品编号

S-CKO-18622

品系全称

C57BL/6JCya-Ggta1em1flox/Cya

品系背景

C57BL/6JCya

品系编号

CKOCMP-14594-Ggta1-B6J-VB

品系状态

使用本品系发表的文献需注明: Ggta1-flox 基因敲除小鼠 mice (Strain S-CKO-18622) 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
glycoprotein galactosyltransferase alpha 1, 3
基因别称
GALT,Gal,Ggta,Ggta-1,alpha Gal,alpha3GalT
染色体号
Chr 2 (Mouse)
转录本 ID
NCBI: NM_010283.4 | Ensembl: ENSMUST00000102794
修饰方式
条件性基因敲除
靶向范围
Exon 4
敲除长度
~1.1 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:95704Mice homozygous for disruption of this gene display defects in humoral immune responses. Homozygous KO also causes cortical cataracts.
Ggta1,全称为α1,3-半乳糖基转移酶1基因,编码α1,3-半乳糖基转移酶(α1,3GT),该酶负责在细胞表面合成α-半乳糖抗原(α-gal epitope)。这种抗原是人类免疫系统识别的主要异种抗原之一。在猪和其他非灵长类动物中,Ggta1基因是活跃的,但在灵长类动物(包括人类、猿和旧世界猴子)中,Ggta1基因由于基因突变而失活,导致这些动物缺乏α-gal抗原,并自然产生一种称为抗-Gal抗体的抗体,这种抗体可以特异性地结合α-gal抗原[3]。

在异种移植中,由于人类对猪细胞表面的α-gal抗原存在预存抗体,因此猪器官移植到人体内会迅速被排斥,这一过程被称为超急性排斥反应。为了克服这个问题,研究人员通过基因编辑技术对猪进行基因改造,使其Ggta1基因失活,从而消除α-gal抗原的表达。这种基因改造的猪被称为α-gal抗原缺陷猪,它们被认为是异种移植的理想供体[1,2,4,5,8,9,10]。

为了实现Ggta1基因的失活,研究人员采用了不同的基因编辑技术。例如,通过锌指核酸酶(ZFN)介导的基因敲除方法,将设计好的ZFN质粒注入猪受精卵的核中,从而实现GGTA1基因的失活[4]。此外,CRISPR/Cas9基因编辑系统也被广泛用于生成GGTA1基因敲除猪。通过优化sgRNA长度,可以减少脱靶突变的风险,同时保持对GGTA1基因的高效敲除[5]。此外,电穿孔方法也被用于将CRISPR/Cas9系统引入体外受精的猪受精卵中,以高效生成GGTA1基因敲除猪[8]。

尽管Ggta1基因失活可以消除α-gal抗原,但它也可能导致其他糖基化模式的变化,从而影响异种移植的免疫原性。例如,在GGTA1基因敲除猪中,N-糖基化和糖鞘脂质的分布和水平发生了改变,这可能会产生新的免疫原性糖基化模式[6]。因此,除了Ggta1基因外,研究人员还尝试同时敲除其他与糖基化相关的基因,如CMAH和β4GalNT2,以进一步降低异种移植的免疫原性[7,10]。

在异种移植的实验研究中,使用基因改造的猪肾脏进行人体移植已经取得了初步的成功。尽管肾脏功能得到了恢复,但在没有CD40-CD154通路阻断的情况下,免疫抑制并不能有效防止急性排斥反应的发生。这表明,除了基因改造外,还需要其他免疫抑制策略来提高异种移植的成功率[7]。

总之,Ggta1基因在异种移植中起着重要作用。通过基因编辑技术对猪进行基因改造,使其Ggta1基因失活,可以消除α-gal抗原的表达,从而降低异种移植的免疫原性。然而,还需要进一步的研究来优化基因改造策略和免疫抑制方案,以提高异种移植的成功率。

参考文献:
1. Xu, Kaixiang, Yu, Honghao, Chen, Shuhan, Huang, Xingxu, Wei, Hong-Jiang. 2022. Production of Triple-Gene (GGTA1, B2M and CIITA)-Modified Donor Pigs for Xenotransplantation. In Frontiers in veterinary science, 9, 848833. doi:10.3389/fvets.2022.848833. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35573408/
2. Wei, Lina, Mu, Yufeng, Deng, Jichao, Qu, Shuxin, Xu, Liming. 2022. α-Gal antigen-deficient rabbits with GGTA1 gene disruption via CRISPR/Cas9. In BMC genomic data, 23, 54. doi:10.1186/s12863-022-01068-4. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35820824/
3. Galili, Uri. 2014. Significance of the evolutionary α1,3-galactosyltransferase (GGTA1) gene inactivation in preventing extinction of apes and old world monkeys. In Journal of molecular evolution, 80, 1-9. doi:10.1007/s00239-014-9652-x. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25315716/
4. Lipiński, D, Nowak-Terpiłowska, A, Hryhorowicz, M, Smorąg, Z, Zeyland, J. . Production of ZFN-mediated GGTA1 knock-out pigs by microinjection of gene constructs into pronuclei of zygotes. In Polish journal of veterinary sciences, 22, 91-100. doi:10.24425/pjvs.2018.125611. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30997769/
5. Matson, Anders W, Hosny, Nora, Swanson, Zachary A, Hering, Bernhard J, Burlak, Christopher. 2019. Optimizing sgRNA length to improve target specificity and efficiency for the GGTA1 gene using the CRISPR/Cas9 gene editing system. In PloS one, 14, e0226107. doi:10.1371/journal.pone.0226107. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31821359/
6. Morticelli, Lucrezia, Rossdam, Charlotte, Cajic, Samanta, Buettner, Falk F R, Hilfiker, Andres. 2023. Genetic knockout of porcine GGTA1 or CMAH/GGTA1 is associated with the emergence of neo-glycans. In Xenotransplantation, 30, e12804. doi:10.1111/xen.12804. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37148126/
7. Wang, Yi, Chen, Gang, Pan, Dengke, Zhang, Kang, Chen, Zhonghua K. 2024. Pig-to-human kidney xenotransplants using genetically modified minipigs. In Cell reports. Medicine, 5, 101744. doi:10.1016/j.xcrm.2024.101744. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39317190/
8. Tanihara, Fuminori, Hirata, Maki, Nguyen, Nhien Thi, Doi, Masako, Otoi, Takeshige. 2020. Efficient generation of GGTA1-deficient pigs by electroporation of the CRISPR/Cas9 system into in vitro-fertilized zygotes. In BMC biotechnology, 20, 40. doi:10.1186/s12896-020-00638-7. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32811500/
9. Briski, O, La Motta, G, Ratner, L, Fernández-Martin, R, Salamone, D. . 97 Generation of GGTA1 knockout porcine blastocysts by intracytoplasmic sperm injection mediated gene edition. In Reproduction, fertility, and development, 34, 285-286. doi:10.1071/RDv34n2Ab97. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35231227/
10. Briski, Olinda, La Motta, Gastón Emilio, Ratner, Laura Daniela, Fernández-Martin, Rafael, Salamone, Daniel Felipe. 2024. Comparison of ICSI, IVF, and in vivo derived embryos to produce CRISPR-Cas9 gene-edited pigs for xenotransplantation. In Theriogenology, 220, 43-55. doi:10.1016/j.theriogenology.2024.02.028. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38471390/