智鼠故事 
C57BL/6NCya-Abca4em1/Cya 基因敲除小鼠
复苏/繁育服务
产品名称：
Abca4-KO
产品编号：
S-KO-00815
品系背景：
C57BL/6NCya
* 使用本品系发表的文献需注明：Abca4-KO mice (Strain S-KO-00815) were purchased from Cyagen.
交付类型
周龄
性别
基因型
数量
只
基本信息
品系名称
C57BL/6NCya-Abca4em1/Cya
品系编号
KOCMP-11304-Abca4-B6N-VA
产品编号
S-KO-00815
基因名
Abca4
品系背景
C57BL/6NCya
基因别称
Abc10; Abcr; D430003I15Rik; RmP
NCBI号
修饰方式
全身性基因敲除
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:109424 Mice homozygous for targeted mutations that inactivate the gene display delayed rod dark adaptation and are a model for juvenile macular degeneration.
质控标准
精子检测
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
品系状态
活体
环境标准
SPF
供应地区
中国
品系详情
Abca4位于小鼠的3号染色体，采用基因编辑技术，通过应用高通量电转受精卵方式，获得Abca4基因敲除小鼠，性成熟后取精子冻存。
Abca4-KO小鼠模型由赛业生物（Cyagen）采用基因编辑技术构建。Abca4基因位于小鼠3号染色体上，由50个外显子组成，其中ATG起始密码子在1号外显子，TGA终止密码子在50号外显子。Abca4-KO小鼠模型的构建过程包括将核糖核蛋白（RNP）和靶向载体共同注入受精卵。随后，对出生的小鼠进行PCR和测序分析进行基因型鉴定。Abca4-KO小鼠模型可用于研究Abca4基因在小鼠体内的功能。
基因研究概述
ABCA4基因，全称为ATP结合盒转运蛋白A4，是一种位于视网膜特异性ATP结合盒转运蛋白家族的基因。ABCA4基因编码的蛋白质主要定位于视网膜感光细胞的外段盘膜上，是一种重要的运输蛋白，在视觉循环中发挥着关键作用。它通过结合和水解ATP的能量，将N-视黄基-磷脂酰乙醇胺(N-Ret-PE)从盘膜的腔内转移到细胞质侧，从而确保全反式视黄醛和过量的11-顺式视黄醛能够有效地从感光细胞中清除，防止有毒视黄醛化合物的积累。ABCA4基因的缺失或功能丧失突变会导致常染色体隐性Stargardt黄斑变性(STGD1)，这是一种以中心视力受损、脂褐质和双视黄醛化合物积累为特征的疾病，也被称为Stargardt病。ABCA4基因的突变也与锥形或锥形-杆状变性(CRD)和视网膜色素变性(RP)有关，这些疾病都表现为视力下降和视网膜变性。
多篇文献报道了ABCA4基因的突变与视网膜变性疾病的关系。一项针对335名德国Stargardt病患者的研究发现，ABCA4基因的突变谱非常广泛，共鉴定出148个致病或可能致病的突变，其中48个为首次报道的ABCA4相关疾病等位基因。此外，还发现6个风险调节的常见变异，这些变异可能影响携带单个致病ABCA4等位基因的个体的疾病风险[1]。另一项研究对129名中国ABCA4相关视网膜变性疾病患者进行了临床和遗传分析，发现中国患者的突变谱与高加索人群存在显著差异，并鉴定出35个新的ABCA4突变[2]。这些研究都表明，ABCA4基因的突变谱在不同人群中存在差异，这可能对疾病的诊断和风险评估具有重要意义。
除了突变谱的研究，还有一些研究关注了ABCA4基因突变与疾病表型的关系。一项针对161名中国Stargardt病或CRD患者的研究发现，ABCA4基因的突变检测率为73.3%，共鉴定出136个致病突变，包括85个新发现的突变。这些突变包括77个错义突变、19个无义突变、23个剪接效应突变和16个移码小插入或缺失突变。最常见的突变是c.2424C>G p.Y808X，占所有筛查等位基因的4.7%[3]。这些研究结果表明，ABCA4基因的突变类型多样，且与疾病的严重程度和表型相关。
基因治疗是治疗ABCA4相关视网膜变性疾病的一种有前景的方法。由于ABCA4基因的cDNA序列长度较大，传统的腺相关病毒(AAV)载体无法容纳，因此研究人员探索了新型AAV载体、慢病毒载体和非病毒压缩DNA纳米颗粒等治疗策略。例如，一项研究设计了一种新型的双AAV8-ABCA4载体，能够有效地表达全长ABCA4蛋白，并在Abca4敲除小鼠模型中显著减少了双视黄醛的形成，并改善了视觉功能[4]。另一项研究则使用了PEG-ECO/pGRK1-ABCA4-S/MAR纳米颗粒进行基因治疗，发现这种纳米颗粒能够在Abca4敲除小鼠的感光细胞中产生特异性和持久的ABCA4表达，并显著抑制了有毒A2E的积累[6]。这些研究结果表明，基因治疗可能为ABCA4相关视网膜变性疾病的治疗提供了一种新的途径。
除了基因治疗，还有一些研究关注了ABCA4基因的结构和功能。例如，一项研究通过冷冻电子断层扫描技术获得了ABCA4蛋白在底物和核苷酸自由状态以及结合N-Ret-PE或ATP时的结构信息，为理解ABCA4蛋白的分子结构和功能机制提供了重要的线索[5]。这些研究有助于深入理解ABCA4基因的功能和致病机制，为开发新的治疗策略提供理论基础。
综上所述，ABCA4基因在视觉循环中发挥着重要作用，其突变与多种视网膜变性疾病相关。研究表明，ABCA4基因的突变谱在不同人群中存在差异，且与疾病的严重程度和表型相关。基因治疗作为一种有前景的治疗方法，已经在动物模型中取得了显著的疗效。此外，对ABCA4基因结构和功能的研究也为理解疾病的发病机制和开发新的治疗策略提供了重要的理论基础。未来的研究可以进一步探索ABCA4基因的突变谱和功能，以及基因治疗在临床中的应用潜力。
参考文献：
1. Schulz, Heidi L, Grassmann, Felix, Kellner, Ulrich, Weber, Bernhard H F, Stöhr, Heidi. . Mutation Spectrum of the ABCA4 Gene in 335 Stargardt Disease Patients From a Multicenter German Cohort-Impact of Selected Deep Intronic Variants and Common SNPs. In Investigative ophthalmology & visual science, 58, 394-403. doi:10.1167/iovs.16-19936. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28118664/
2. Sun, Zixi, Yang, Lizhu, Li, Hui, Zhong, Yong, Sui, Ruifang. 2020. Clinical and genetic analysis of the ABCA4 gene associated retinal dystrophy in a large Chinese cohort. In Experimental eye research, 202, 108389. doi:10.1016/j.exer.2020.108389. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33301772/
3. Jiang, Feng, Pan, Zhe, Xu, Ke, Dong, Bing, Li, Yang. . Screening of ABCA4 Gene in a Chinese Cohort With Stargardt Disease or Cone-Rod Dystrophy With a Report on 85 Novel Mutations. In Investigative ophthalmology & visual science, 57, 145-52. doi:10.1167/iovs.15-18190. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26780318/
4. Li, Ruiting, Jing, Qiuping, She, Kaiqin, Wei, Yuquan, Yang, Yang. . Split AAV8 Mediated ABCA4 Expression for Gene Therapy of Mouse Stargardt Disease (STGD1). In Human gene therapy, 34, 616-628. doi:10.1089/hum.2023.017. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37227014/
5. Molday, Robert S, Garces, Fabian A, Scortecci, Jessica Fernandes, Molday, Laurie L. 2021. Structure and function of ABCA4 and its role in the visual cycle and Stargardt macular degeneration. In Progress in retinal and eye research, 89, 101036. doi:10.1016/j.preteyeres.2021.101036. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34954332/
6. Sun, Da, Sun, Wenyu, Gao, Song-Qi, Palczewski, Krzysztof, Lu, Zheng-Rong. 2022. Effective gene therapy of Stargardt disease with PEG-ECO/pGRK1-ABCA4-S/MAR nanoparticles. In Molecular therapy. Nucleic acids, 29, 823-835. doi:10.1016/j.omtn.2022.08.026. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36159595/
