智鼠故事 
C57BL/6JCya-Actn3em1/Cya 基因敲除小鼠
复苏/繁育服务
产品名称：
Actn3-KO
产品编号：
S-KO-00893
品系背景：
C57BL/6JCya
* 使用本品系发表的文献需注明：Actn3-KO mice (Strain S-KO-00893) 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/6JCya-Actn3em1/Cya
品系编号
KOCMP-11474-Actn3-B6J-VA
产品编号
S-KO-00893
基因名
Actn3
品系背景
C57BL/6JCya
基因别称
--
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:99678 Mice homozygous for a null allele exhibit an increase mitochondria density and a shift from anaerobic to aerobic metabolism in fast muscle fiber that is associated with increased aerobic capacity.
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
在研小鼠
环境标准
SPF
供应地区
中国
品系详情
Actn3位于小鼠的19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Actn3基因敲除小鼠，性成熟后取精子冻存。
Actn3-KO小鼠模型由赛业生物（Cyagen）采用基因编辑技术构建。该模型是基于Actn3基因（NCBI参考序列：NM_013456；Ensembl：ENSMUSG00000006457）构建的，该基因位于小鼠19号染色体上。Actn3基因由21个外显子组成，其中ATG起始密码子位于1号外显子，TGA终止密码子位于21号外显子（转录本Actn3-201：ENSMUST00000006626）。赛业生物（Cyagen）选择2号外显子至19号外显子作为目标区域，该区域包含2241个碱基对的编码序列。通过基因编辑技术，赛业生物（Cyagen）构建了Actn3基因敲除小鼠模型，使小鼠的全基因组中Actn3基因被敲除。携带敲除等位基因的小鼠表现出线粒体密度增加，快肌纤维从厌氧代谢转向有氧代谢，与有氧能力的提高相关。赛业生物（Cyagen）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。Actn3-KO小鼠模型可用于研究Actn3基因在小鼠体内的功能，并探索与线粒体密度、肌肉代谢和有氧能力相关的生物学过程。
基因研究概述
ACTN3，全称为α-肌动蛋白结合蛋白3，是一种在骨骼肌中表达的基因。它编码一种称为α-肌动蛋白结合蛋白3的蛋白质，这种蛋白质在快肌纤维中特异表达，主要负责在高速度下产生力量。在人体中，ACTN3基因的一个常见单核苷酸多态性（SNP）是R577X，其中R代表精氨酸（Arginine）而X代表一个终止密码子，导致α-肌动蛋白结合蛋白3的缺失。这个多态性在人群中相当普遍，大约18%的欧洲白人由于纯合子状态而缺乏α-肌动蛋白结合蛋白3[1]。
研究表明，ACTN3基因型与人类精英运动员的表现有显著关联。在男性精英短跑运动员中，R577X等位基因的频率显著高于对照组，这表明α-肌动蛋白结合蛋白3的存在对骨骼肌在高速下产生强力收缩的功能有有益影响，并且由于提高了短跑表现而提供了进化优势[1]。此外，在女性运动员中也观察到基因型效应，其中女性短跑运动员中577RX杂合子的数量高于预期，而女性耐力运动员中则低于预期。这种性别差异可能表明ACTN3基因型对男性运动员和女性运动员的体育表现有不同的影响[1]。
除了对速度和耐力表现的影响外，ACTN3基因型还与运动适应性、运动恢复和运动损伤风险有关。例如，R577X多态性的R等位基因与力量增强、防止离心训练引起的肌肉损伤以及降低运动损伤风险相关[2]。这表明ACTN3基因型对肌肉功能有广泛的影响，了解这一点可能有助于未来个性化运动训练方案的设计[2]。
随着年龄的增长，肌肉功能和骨矿物质密度的维持对于保持健康至关重要。研究发现，ACTN3基因中的单核苷酸多态性对老年人群的肌肉表型和骨矿物质密度有显著影响，并可能作为代谢紊乱的潜在调节因子[3]。了解个体的ACTN3基因型可能有助于更好地管理老年人的风险因素，并推动运动项目设计的创新，从而促进健康和功能的长期维持[3]。
此外，ACTN3基因型与关节活动范围（ROM）也有一定的关联。研究发现，XX+RX基因型的ROM显著高于RR基因型，这进一步阐明了灵活性与ACTN3 R577X基因型之间的关系[4]。
关于ACTN3基因型与运动损伤风险的关系，研究表明，拥有ACTN3 XX基因型的运动员可能更容易遭受一些非接触性损伤，如肌肉损伤、踝关节扭伤以及更高程度的运动引起的肌肉损伤[5]。这表明ACTN3基因型可能在运动损伤的发生中发挥作用。
足球运动员中，ACTN3 R577X和ACE I/D多态性与运动员状态之间存在显著关联。R577X等位基因的存在与职业足球运动员状态相关，而I/D等位基因的存在与青少年足球运动员状态相关[6]。这些发现支持了个体遗传变异可能对运动员状态产生影响的观点。
最后，2023年的更新显示，共有251个DNA多态性被与运动员状态相关联，其中128个遗传标记在至少两项研究中与运动员状态呈正相关。ACTN3基因的多态性被证实与速度和力量相关，而其他基因多态性则与耐力相关[7]。
综上所述，ACTN3基因在肌肉功能和运动表现中发挥着重要作用。它不仅与精英运动员的表现有关，还与运动适应性、运动恢复、运动损伤风险、关节活动范围以及老年人的肌肉功能和骨矿物质密度有关。然而，尽管ACTN3基因型在运动员表现中发挥作用，但它仍然不能单独预测精英表现。未来的研究需要进一步探索ACTN3基因型与其他遗传和环境因素的相互作用，以更全面地理解其对运动表现的影响。
参考文献：
1. Yang, Nan, MacArthur, Daniel G, Gulbin, Jason P, Easteal, Simon, North, Kathryn. 2003. ACTN3 genotype is associated with human elite athletic performance. In American journal of human genetics, 73, 627-31. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12879365/
2. Pickering, Craig, Kiely, John. 2017. ACTN3: More than Just a Gene for Speed. In Frontiers in physiology, 8, 1080. doi:10.3389/fphys.2017.01080. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29326606/
3. Pickering, Craig, Kiely, John. 2018. ACTN3, Morbidity, and Healthy Aging. In Frontiers in genetics, 9, 15. doi:10.3389/fgene.2018.00015. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29416549/
4. Saito, Mika, Zempo, Hirofumi, de Almeida, Kathleen Yasmin, Homma, Hiroki, Kikuchi, Naoki. 2023. The Association between ACTN3 R577X Polymorphism and Range of Motion: A Systematic Review and Meta-analysis. In International journal of sports medicine, 44, 618-624. doi:10.1055/a-2035-8300. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36787803/
5. Zouhal, Hassane, Coso, Juan Del, Jayavel, Ayyappan, Hackney, Anthony C, Abderrahman, Abderraouf Ben. 2021. Association between ACTN3 R577X genotype and risk of non-contact injury in trained athletes: A systematic review. In Journal of sport and health science, 12, 359-368. doi:10.1016/j.jshs.2021.07.003. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34284153/
6. McAuley, Alexander B T, Hughes, David C, Tsaprouni, Loukia G, Herbert, Adam J, Kelly, Adam L. 2020. The association of the ACTN3 R577X and ACE I/D polymorphisms with athlete status in football: a systematic review and meta-analysis. In Journal of sports sciences, 39, 200-211. doi:10.1080/02640414.2020.1812195. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32856541/
7. Semenova, Ekaterina A, Hall, Elliott C R, Ahmetov, Ildus I. 2023. Genes and Athletic Performance: The 2023 Update. In Genes, 14, . doi:10.3390/genes14061235. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37372415/
