Megf8-flox 基因敲除小鼠

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产品名称

Megf8-flox 基因敲除小鼠

产品编号

S-CKO-19046

品系全称

C57BL/6JCya-Megf8em1flox/Cya

品系背景

C57BL/6JCya

品系编号

CKOCMP-269878-Megf8-B6J-VB

品系状态

使用本品系发表的文献需注明: Megf8-flox 基因敲除小鼠 mice (Strain S-CKO-19046) were purchased from Cyagen.
交付类型
周龄
性别
基因型
数量
cKO小鼠库模型
Hedgehog信号通路

基本信息

基因研究概述

质控标准

基因
基因全称
multiple EGF-like-domains 8
基因别称
Egfl4,b2b1702.2Clo,b2b1702Clo,b2b288Clo,m687Ddg,mKIAA0817
染色体号
Chr 7 (Mouse)
转录本 ID
NCBI: NM_001160400 | Ensembl: ENSMUST00000128119
修饰方式
条件性基因敲除
靶向范围
Exon 2~5
敲除长度
~3.3 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:2446294Mice homozygous for an ENU mutation exhibit varying degrees of heterotaxia and congenital heart defects. Mice homozygous for another ENU-induced mutation exhibit abnormal development and patterning of the peripheral nervous system.
MEGF8(Multiple Epidermal Growth Factor-like Domains 8)是一种编码多结构域跨膜蛋白的基因,在人类和其他物种中高度保守。该基因的突变与多种疾病相关,包括Carpenter综合征,这是一种罕见的遗传性疾病,患者通常出现左右不对称、心脏缺陷和学习障碍等症状。此外,MEGF8还与精神疾病有关,但其具体功能尚不完全清楚。在果蝇中,MEGF8的同源基因dMegf8对于突触发育和功能至关重要。研究显示,dMegf8定位于神经肌肉接头(NMJ)的突触上,并参与调节突触的生长和组织。dMegf8突变体表现出运动协调障碍,突触结构异常,以及神经递质传递缺陷[1]。

在蜜蜂中,MEGF8基因的转录受到微RNA Ame-Bantam-3p的调控,该微RNA通过靶向MEGF8基因的编码区促进其表达。研究表明,Ame-Bantam-3p在幼虫阶段的表达水平高于蛹前和蛹阶段,并且其表达模式与MEGF8相似。在体内实验中,注射Ame-Bantam-3p agomir可以显著增加MEGF8的mRNA水平。20E喂食实验表明,20E可以下调Ame-Bantam-3p及其目标基因MEGF8的表达。注射Ame-Bantam-3p agomir还可以降低20E的浓度以及关键蜕皮甾体合成基因的表达水平,导致幼虫-蛹发育失败。然而,注射Ame-Bantam-3p antagomir和dsmegf8可以恢复蜕皮甾体合成基因的表达水平,并促进幼虫-蛹发育[2]。

在哺乳动物中,MEGF8与MGRN1相互作用,共同调节Hedgehog信号通路。MEGF8是一种跨膜蛋白,而MGRN1是一种RING家族的E3连接酶,两者共同形成受体样泛素连接酶复合物,催化Hedgehog通路转导蛋白Smoothened的泛素化降解。MEGF8和MGRN1的突变导致Smoothened水平升高,对Hedgehog配体的敏感性增强。杂合突变的小鼠表型正常,而双杂合突变胚胎表现出不完全外显的CHD综合征[3]。

MEGF8的果蝇同源基因CG7466对于早期发育至关重要。CG7466的缺失突变导致幼虫发育迟缓,无法过渡到第3龄幼虫,并出现组织混乱的齿带。RNA干扰介导的CG7466敲低导致致死和生长缺陷,包括异常的刚毛数量和方向[4]。

在斑马鱼胚胎中,MEGF8的敲低导致异位的高发生率,表明MEGF8在左右轴模式中发挥保守作用。MEGF8(C193R)小鼠突变体表现出正常的节点对称性破坏,但Nodal信号未能传播到左侧侧板中胚层。视频显微镜显示,对左右模式至关重要的节点纤毛运动不受影响。尽管该蛋白的氨基酸序列预测其具有受体功能,但令人惊讶的是,共聚焦成像显示它被转位到细胞核中,并与Gfi1b和Baf60C共定位,这两种蛋白参与染色质重塑[5]。

MEGF8在哺乳动物中枢神经系统(CNS)中广泛表达,主要定位于神经元细胞体和CNS灰质的神经节。免疫电子显微镜显示,MEGF8存在于突触和线粒体外膜周围。这些发现表明MEGF8在CNS中广泛分布,并可能参与突触和线粒体功能[6]。

MEGF8的突变还与并指畸形相关。在一项研究中,研究人员发现了两个家族,分别表现为严重形式的并指畸形。在家族A中,全外显子测序分析揭示了一个MEGF8基因中的新错义突变p.(Cys1925Arg)。在家族B中,候选基因测序发现了一个GJA1基因中的新错义突变p.(Thr89Ile)。这些发现不仅扩展了MEGF8和GJA1基因中突变的谱系,而且为巴基斯坦人群中携带类似临床特征的其他家族的筛查提供了便利[7]。

MEGF8是BMP信号通路的一个新型调节因子,参与三叉神经节(TG)神经元中BMP4信号通路的介导。MEGF8的缺失导致外周神经系统中轴突导向缺陷,并导致肢体、心脏和左右轴模式的发育缺陷。此外,BMP4对TG轴突生长的抑制作用依赖于MEGF8[8]。

MEGF8相关的Carpenter综合征(CRPT2)是一种罕见的常染色体隐性遗传病,其特征为颅缝早闭、多指和多种先天异常。研究人员描述了8个新的CRPT2病例,并将其与CRPT1进行比较。CRPT2的核心特征包括颅缝早闭、多指和(男性)隐睾症,这些特征在CRPT1中也很普遍。然而,与RAB23相关的CRPT1相比,MEGF8相关的CRPT2中几乎有一半患者出现左右不对称缺陷,而CRPT1中很少出现。CRPT2中的颅缝早闭通常涉及单个中线缝,而CRPT1的特征是多缝颅缝早闭。到目前为止,还没有患者携带两种MEGF8基因改变,这些改变都预测会导致完全的失活,这表明残留的MEGF8活性可能对生存至关重要,并可能对表型严重程度产生影响。这些数据与CRPT1相比细化了CRPT2的表型谱,并将CRPT2中可能的致病性MEGF8变异的数量增加了一倍以上[9]。

MEGF8在左右轴模式中的潜在作用及其对心脏发育的影响已经通过空间和时间删除进行了研究。研究结果表明,在心肌细胞、内皮/心内膜、心外膜、心脏中胚层或神经嵴细胞中进行条件删除不会导致心血管缺陷。更令人惊讶的是,在胚胎第7.5天(E7.5)使用普遍的Cre驱动因子进行时间删除,在轴对称性破坏和心脏发生之前的时间点,导致前轴多指畸形和脑外露,但没有左右轴模式和心血管缺陷。只有E6.5的删除,我们观察到主动脉弓动脉缺陷,包括右主动脉弓,这是左右轴模式逆转的指标。在条纹前阶段删除而不是心脏发生阶段删除中,左右轴模式和心血管缺陷的同时发生表明,左右轴模式缺陷可能直接影响到心脏发育。有趣的是,MEGF8对左右轴模式的潜在影响表明,左右轴模式的调节可能比我们之前认为的更早[10]。

综上所述,MEGF8是一个重要的基因,其突变与多种疾病相关,包括Carpenter综合征、精神疾病和并指畸形。MEGF8在突触发育、心脏发育、左右轴模式形成和蜕皮甾体合成中发挥着重要作用。MEGF8的研究有助于深入理解其生物学功能和疾病发生机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。

参考文献:
1. Chen, Shuting, Venkatesan, Anand, Lin, Yong Qi, Banerjee, Swati, Bhat, Manzoor A. 2022. Drosophila Homolog of the Human Carpenter Syndrome Linked Gene, MEGF8, Is Required for Synapse Development and Function. In The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience, 42, 7016-7030. doi:10.1523/JNEUROSCI.0442-22.2022. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35944997/
2. Yu, Jing, Song, Hongyu, Wang, Hongfang, Liu, Zhenguo, Xu, Baohua. 2023. The MicroRNA Ame-Bantam-3p Controls Larval Pupal Development by Targeting the Multiple Epidermal Growth Factor-like Domains 8 Gene (megf8) in the Honeybee, Apis mellifera. In International journal of molecular sciences, 24, . doi:10.3390/ijms24065726. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36982800/
3. Kong, Jennifer H, Young, Cullen B, Pusapati, Ganesh V, Lo, Cecilia W, Rohatgi, Rajat. 2020. A Membrane-Tethered Ubiquitination Pathway Regulates Hedgehog Signaling and Heart Development. In Developmental cell, 55, 432-449.e12. doi:10.1016/j.devcel.2020.08.012. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32966817/
4. Lloyd, Deborah L, Toegel, Markus, Fulga, Tudor A, Wilkie, Andrew O M. 2018. The Drosophila homologue of MEGF8 is essential for early development. In Scientific reports, 8, 8790. doi:10.1038/s41598-018-27076-y. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29884872/
5. Zhang, Zhen, Alpert, Deanne, Francis, Richard, Pennacchio, Len A, Lo, Cecilia W. 2009. Massively parallel sequencing identifies the gene Megf8 with ENU-induced mutation causing heterotaxy. In Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 106, 3219-24. doi:10.1073/pnas.0813400106. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19218456/
6. Nakadate, Kazuhiko, Kawakami, Kiyoharu. 2023. Immunohistochemical and Immunoelectron Microscopical Distribution of MEGF8 in the Mouse Central Nervous System. In Cells, 13, . doi:10.3390/cells13010063. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38201267/
7. Bilal, Muhammad, Haack, Tobias B, Buchert, Rebecca, Liaqat, Khurram, Ahmad, Wasim. 2023. Sequence Variants in MEGF8 and GJA1 Underlying Syndactyly. In Molecular syndromology, 14, 201-207. doi:10.1159/000528651. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37323198/
8. Engelhard, Caitlin, Sarsfield, Sarah, Merte, Janna, Sucov, Henry M, Ginty, David D. 2013. MEGF8 is a modifier of BMP signaling in trigeminal sensory neurons. In eLife, 2, e01160. doi:10.7554/eLife.01160. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24052814/
9. Watts, Laura M, Bertoli, Marta, Attie-Bitach, Tania, Twigg, Stephen R F, Wilkie, Andrew O M. 2024. The phenotype of MEGF8-related Carpenter syndrome (CRPT2) is refined through the identification of eight new patients. In European journal of human genetics : EJHG, 32, 864-870. doi:10.1038/s41431-024-01624-9. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38760421/
10. Wang, Wenfeng, Zheng, Xiaoling, Song, Hejie, Zhang, Min, Zhang, Zhen. 2020. Spatial and temporal deletion reveals a latent effect of Megf8 on the left-right patterning and heart development. In Differentiation; research in biological diversity, 113, 19-25. doi:10.1016/j.diff.2020.03.002. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32203821/