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Aqp4-KO 基因敲除小鼠

Aqp4-KO 基因敲除小鼠

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复苏/繁育服务
产品名称

Aqp4-KO 基因敲除小鼠

产品编号

S-KO-01107

品系全称

C57BL/6NCya-Aqp4em1/Cya

品系背景

C57BL/6NCya

品系编号

KOCMP-11829-Aqp4-B6N-VA

品系状态

使用本品系发表的文献需注明： Aqp4-KO 基因敲除小鼠 mice (Strain S-KO-01107) were purchased from Cyagen.
交付类型
周龄
性别
基因型
数量
KO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
aquaporin 4
基因别称
WCH4
染色体号
Chr 18 (Mouse)
NCBI ID
转录本 ID
NCBI: NM_009700 | Ensembl: ENSMUST00000079081
修饰方式
全身性基因敲除
靶向范围
Exon 2~4
敲除长度
--
下载方案
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:107387Homozygotes for a null allele show decreased urine osmolality, reduced brain edema after water intoxication and stroke, and impaired hearing. Homozygotes for another null allele show female subfertility, impaired folliculogenesis, reduced corpora lutea number and uterine response to gonadotropins.
更多信息
AQP4，即水通道蛋白4，是中枢神经系统（CNS）中表达的主要水通道蛋白。它主要在星形胶质细胞的终足中密集表达，并在维持CNS的水和钾稳态中发挥着重要作用。AQP4的表达和活性变化与多种CNS疾病有关，包括但不限于癫痫、脑水肿、中风和胶质母细胞瘤。因此，许多研究致力于了解AQP4的内源性调节方式，以及可能通过药物进行调节的方法。研究发现，通过microRNA调节基因表达、通过磷酸化调节AQP4通道的门控/转运、使用重金属离子调节水通透性和使用小分子抑制剂调节水通透性是四种被深入研究的方法。然而，在研究AQP4调节时，不同方法之间的变异性是一个主要挑战。在体外显示出抑制作用的化合物或磷酸化可能在不同的体外方法中无效，甚至可能在体内增加AQP4的表达[1]。

在动物模型中，AQP4基因的缺失并没有改变血脑屏障的完整性或脑形态。尽管先前的研究报道了AQP4缺失显著改变了血脑屏障完整性和胶质纤维酸性蛋白（GFAP）免疫反应性，但详细的研究表明，在AQP4缺失小鼠中，大脑和脑室大小、神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞特征、以及血脑屏障完整性均没有差异[2]。

AQP4在胶质母细胞瘤中的表达水平与肿瘤相关巨噬细胞极化和细胞状态有关。研究发现，AQP4的表达水平在恶性胶质瘤样本中存在差异，AQP4高表达的肿瘤患者总体生存率较差，对化疗的反应也较差。此外，与AQP4过度表达相关的免疫相关基因，如CD74、HES1、CALD1和HEBP2，也被过度表达，表明AQP4可能与肿瘤进展的免疫因素有关。在胶质母细胞瘤样本中，细胞状态根据AQP4的表达水平而有所不同[3]。

AQP4被认为是病理性疼痛的潜在调节因子。研究表明，AQP4在肿瘤细胞中的表达上调与疼痛严重程度增加有关，可能通过肿瘤诱导的炎症和水肿。此外，AQP4在神经损伤中发挥作用，其表达的变化已在与疼痛相关的脑和脊髓区域检测到。AQP4缺陷小鼠表现出慢性疼痛反应减少，表明AQP4可能参与慢性疼痛调节。因此，通过基因治疗和小分子调节剂靶向AQP4可能为治疗病理性疼痛提供新的途径[4]。

在中国汉族患者中，AQP4和KCNJ10基因多态性可能不与局灶性癫痫的耐药性或发作易感性相关。研究分析了AQP4和KCNJ10基因的单核苷酸多态性（SNPs）对局灶性癫痫患者的耐药性和发作易感性的影响。结果表明，AQP4和KCNJ10基因的SNPs在耐药性和发作易感性方面没有显著差异[5]。

AQP4在抑郁症的发病机制中的作用及其相关机制尚不清楚。研究发现，在应激或炎症暴露下，AQP4蛋白和基因表达在包括前额叶皮层、脉络丛和海马体在内的多个脑区下降。此外，AQP4表达对于预防应激和炎症对神经发生、胶质发生、细胞凋亡和抑郁样行为的影响是必要的。然而，在抑郁症的临床研究中，AQP4的表达或血清AQP4自身抗体没有显著差异[6]。

AQP4在阿尔茨海默病（AD）的发病机制中发挥作用。研究发现，AQP4缺失小鼠的脑部周围血管交换减慢，Aβ清除受损，Aβ斑块形成增加。此外，与认知功能完好的个体相比，AD患者的AQP4周围血管定位减少，与Aβ和神经纤维病理负担的增加以及痴呆发生前的认知下降相关。因此，AQP4周围血管定位的丧失可能促进AD病理的发展[7][8]。

AQP4基因多态性与糖尿病视网膜病变（DR）的易感性和进展有关。研究发现，AQP4基因多态性rs650217在DR组中的等位基因分布与DM组不同，T等位基因的频率在DR组中显著高于DM组。此外，AQP4基因多态性rs149465和rs650217在DR组和DM组中的基因型分布存在显著差异。AQP4基因多态性rs200498749与AQP4基因表达显著相关，并且AQP4基因表达在DR组中与CC基因型显著相关。因此，AQP4基因多态性可能与DR的易感性和进展有关[9]。

干预治疗对AQP4基因表达和神经元凋亡的影响在兔缺血性脑损伤中得到了研究。研究发现，缺血性脑损伤组中兔脑组织的AQP4 mRNA和蛋白表达显著降低。干预治疗改善了兔海马体的缺血性脑损伤，并显著改善了兔的神经元功能，降低了脑组织中神经元的凋亡和氧化应激水平。此外，干预治疗后，兔神经元中的细胞器损伤明显减少。因此，干预治疗显著降低了兔缺血性脑损伤的AQP4基因水平和神经元凋亡[10]。

综上所述，AQP4在多种CNS疾病中发挥着重要作用，包括癫痫、脑水肿、中风、胶质母细胞瘤、糖尿病视网膜病变和缺血性脑损伤。AQP4的表达和活性变化与这些疾病的发生和发展密切相关。此外，AQP4的调节方式包括基因表达、通道门控/转运、重金属离子和小分子抑制剂。然而，研究AQP4调节时存在不同方法之间的变异性，需要进一步研究以深入理解AQP4的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. Vandebroek, Arno, Yasui, Masato. 2020. Regulation of AQP4 in the Central Nervous System. In International journal of molecular sciences, 21, . doi:10.3390/ijms21051603. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32111087/
2. Saadoun, S, Tait, M J, Reza, A, Verkman, A S, Papadopoulos, M C. 2009. AQP4 gene deletion in mice does not alter blood-brain barrier integrity or brain morphology. In Neuroscience, 161, 764-72. doi:10.1016/j.neuroscience.2009.03.069. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19345723/
3. Wang, Ran, Peng, Lu, Xiao, Yong, Liu, Hongyi, Li, Li. 2023. Single-cell RNA sequencing reveals changes in glioma-associated macrophage polarization and cellular states of malignant gliomas with high AQP4 expression. In Cancer gene therapy, 30, 716-726. doi:10.1038/s41417-022-00582-y. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36599974/
4. Zhu, Binbin, Zhou, Weijian, Chen, Chunqu, Huang, Changshun, Wang, Jianhua. 2023. AQP4 is an Emerging Regulator of Pathological Pain: A Narrative Review. In Cellular and molecular neurobiology, 43, 3997-4005. doi:10.1007/s10571-023-01422-9. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37864629/
5. Zhu, Haoyue, Zhang, Mengqi, Fu, Yujiao, Xiao, Bo, Zhou, Luo. 2020. Effects of AQP4 and KCNJ10 Gene Polymorphisms on Drug Resistance and Seizure Susceptibility in Chinese Han Patients with Focal Epilepsy. In Neuropsychiatric disease and treatment, 16, 119-129. doi:10.2147/NDT.S231352. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32021205/
6. Genel, Oktay, Pariante, Carmine M, Borsini, Alessandra. 2021. The role of AQP4 in the pathogenesis of depression, and possible related mechanisms. In Brain, behavior, and immunity, 98, 366-377. doi:10.1016/j.bbi.2021.08.232. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34474133/
7. Simon, Matthew, Wang, Marie Xun, Ismail, Ozama, Boison, Detlev, Iliff, Jeffrey J. 2022. Loss of perivascular aquaporin-4 localization impairs glymphatic exchange and promotes amyloid β plaque formation in mice. In Alzheimer's research & therapy, 14, 59. doi:10.1186/s13195-022-00999-5. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35473943/
8. Zeppenfeld, Douglas M, Simon, Matthew, Haswell, J Douglas, Kaye, Jeffrey, Iliff, Jeffrey J. . Association of Perivascular Localization of Aquaporin-4 With Cognition and Alzheimer Disease in Aging Brains. In JAMA neurology, 74, 91-99. doi:10.1001/jamaneurol.2016.4370. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27893874/
9. Zhou, X, Cheng, F-C, Wang, H-L. . Correlations of AQP4 expression and polymorphism with diabetic retinopathy. In European review for medical and pharmacological sciences, 25, 1169-1176. doi:10.26355/eurrev_202102_24819. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33629286/
10. Wang, Hongliang, Hua, Jiajia, Huang, Shuai, Shen, Hongwei, Chen, Fei. 2021. Effects of interventional therapy on AQP4 gene expression and neuron apoptosis in rabbits with ischemic brain injury caused by carotid artery stenosis. In International journal of clinical and experimental pathology, 14, 786-793. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34239682/

资料下载

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