Bmi1-KO 基因敲除小鼠

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产品名称

Bmi1-KO 基因敲除小鼠

产品编号

S-KO-01233

品系全称

C57BL/6JCya-Bmi1em1/Cya

品系背景

C57BL/6JCya

品系编号

KOCMP-12151-Bmi1-B6J-VA

品系状态

使用本品系发表的文献需注明: Bmi1-KO 基因敲除小鼠 mice (Strain S-KO-01233) were purchased from Cyagen.
交付类型
周龄
性别
基因型
数量

基本信息

基因研究概述

质控标准

基因
基因全称
Bmi1 polycomb ring finger oncogene
基因别称
Bmi-1,Pcgf4
染色体号
Chr 2 (Mouse)
转录本 ID
NCBI: NM_007552 | Ensembl: ENSMUST00000028071
修饰方式
全身性基因敲除
靶向范围
Exon 2~10
敲除长度
~5.7 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:88174Homozygous null mutants display severe hematopoietic defects, neurological abnormalities, posterior transformation, and infertility in both sexes.
BMI1,也称为B cell-specific Moloney murine leukemia virus integration site 1,是Polycomb抑制复合物1(PRC1)的一个成员。PRC1是一种重要的表观遗传调控因子,负责基因表达的抑制,尤其在维持干细胞自我更新和多能性方面发挥关键作用。BMI1蛋白通过催化组蛋白H2A的第119位赖氨酸(K119)的泛素化,参与调控染色质结构和基因表达。这种表观遗传调控机制对于维持细胞命运、抑制细胞分化和促进细胞增殖至关重要。

在精子发生过程中,BMI1对于维持未分化的精原细胞的命运至关重要。研究表明,BMI1通过抑制和激活目标基因,精细调节基因表达,从而保护未分化精原细胞的命运[1]。BMI1还通过维持PI3K-Akt信号通路促进精原细胞的增殖。BMI1的减少会影响抑制性组蛋白修饰H2AK119ub1和H3K27me3的沉积,同时BMI1还积极调节与增殖相关的H3K27ac沉积基因。此外,BMI1与SALL4相互作用,共同调节基因表达,从而维持未分化精原细胞的命运。

BMI1还参与调节人类红系自我更新,通过基因抑制和基因激活来驱动红系祖细胞的广泛增殖。BMI1过表达导致红系祖细胞自我更新显著增加。BMI1和RING1B的占据以及抑制性组蛋白标记在已知BMI1靶基因位点被发现,表明BMI1在红系自我更新中的作用[2]。

BMI1在肿瘤发生和进展中也发挥重要作用。研究发现,BMI1基因沉默可以抑制肝癌细胞的增殖和侵袭性,并增加其对5-氟尿嘧啶的敏感性[3]。BMI1的过表达可以加速神经母细胞瘤细胞的增殖和集落形成,抑制神经母细胞瘤细胞的分化,并通过抑制KIF1Bβ和TSLC1的表达来调节肿瘤发生[4]。

BMI1还参与H2A泛素化和Hox基因沉默的调控。研究表明,BMI1刺激H2A泛素化,这对于Hox基因的沉默和正常细胞生长至关重要。BMI1维持复合物的完整性,并通过与其他亚基的相互作用来刺激H2A泛素化。BMI1的敲低会导致H2A泛素化丧失、HoxC5基因的上调和细胞生长减慢[5]。

BMI1还通过抑制Noxa基因来调节记忆CD4 T细胞的存活。在没有BMI1的情况下,记忆CD4+ Th1/Th2细胞的数量显著减少。BMI1直接结合到Noxa基因位点,伴随着组蛋白H3-K27甲基化。BMI1的缺失会导致Noxa基因的表达增加,而Noxa基因的缺失可以恢复记忆Th2细胞的生成。因此,BMI1通过直接抑制Noxa基因来控制记忆CD4+ Th1/Th2细胞的存活和功能[6]。

BMI1还与Dnmt1相关蛋白1(Dmap1)相互作用,参与基因沉默。BMI1与Dmap1和Dnmt1形成三元复合物,在PRC1的背景下在BMI1靶位点形成三元复合物。BMI1靶位点的Dmap1结合丧失与Bmi1-/-细胞中基因表达的释放密切相关。Dmap1的敲低对BMI1靶基因的表达影响与BMI1敲除相同,包括Hox基因。这些发现表明,BMI1将Dmap1纳入多梳基因沉默过程[7]。

BMI1还通过激活差异基因网络来调节人类胶质母细胞瘤干细胞。BMI1在CD133+细胞中具有不同的作用,涉及细胞代谢。此外,还确定了BMI1下游的关键靶点,如整合素α2(ITGA2),这些靶点可能有助于调节胶质母细胞瘤干细胞的特性。这项工作揭示了三个基因与CD133-BMI1电路的联系,它们作为BMI1信号通路下游效应物的重要性,以及它们作为解决GBM治疗耐药细胞群体的潜在靶点的可能性[8]。

BMI1在成年和胚胎小鼠神经干细胞中的过表达会影响基因表达。研究发现,BMI1水平改变导致NSCs中基因表达的基因与其他多能干细胞/祖细胞中受影响的基因有所不同,除了少量与细胞迁移和运动相关的共同靶点外。此外,BMI1过表达不会影响分离的静止和激活的NSCs之间基因表达的差异。相比之下,BMI1过表达对eNSCs和aNSCs中基因表达的影响存在相当大的重叠,尽管它们来自大脑的不同起源,并且具有不同的发育程序[9]。

综上所述,BMI1是一种重要的表观遗传调控因子,参与调控基因表达和染色质结构。BMI1在维持干细胞自我更新和多能性、调节细胞增殖和分化、抑制细胞凋亡以及参与肿瘤发生和进展中发挥重要作用。BMI1的研究有助于深入理解表观遗传调控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. Liu, Ruiqi, Peng, Yonglin, Du, Wenfei, Sun, Jielin, Zhao, Xiaodong. 2023. BMI1 fine-tunes gene repression and activation to safeguard undifferentiated spermatogonia fate. In Frontiers in cell and developmental biology, 11, 1146849. doi:10.3389/fcell.2023.1146849. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37169021/
2. McGrath, Kathleen E, Koniski, Anne D, Murphy, Kristin, Steiner, Laurie A, Palis, James. 2024. BMI1 regulates human erythroid self-renewal through both gene repression and gene activation. In bioRxiv : the preprint server for biology, , . doi:10.1101/2024.02.02.578704. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38370741/
3. Zhang, Rui, Xu, Lei-Bo, Yue, Xiu-Jing, Wang, Jie, Liu, Chao. 2012. Bmi1 gene silencing inhibits the proliferation and invasiveness of human hepatocellular carcinoma cells and increases their sensitivity to 5-fluorouracil. In Oncology reports, 29, 967-74. doi:10.3892/or.2012.2189. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23242307/
4. Paschos, Kostas, Bazot, Quentin, Lees, Jonathan, Farrell, Paul J, Allday, Martin J. . Requirement for PRC1 subunit BMI1 in host gene activation by Epstein-Barr virus protein EBNA3C. In Nucleic acids research, 47, 2807-2821. doi:10.1093/nar/gky1323. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30649516/
5. Ochiai, H, Takenobu, H, Nakagawa, A, Nakagawara, A, Kamijo, T. 2010. Bmi1 is a MYCN target gene that regulates tumorigenesis through repression of KIF1Bbeta and TSLC1 in neuroblastoma. In Oncogene, 29, 2681-90. doi:10.1038/onc.2010.22. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20190806/
6. Wei, Jianhua, Zhai, Ling, Xu, Jun, Wang, Hengbin. 2006. Role of Bmi1 in H2A ubiquitylation and Hox gene silencing. In The Journal of biological chemistry, 281, 22537-44. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16751658/
7. Yamashita, Masakatsu, Kuwahara, Makoto, Suzuki, Akane, Iwama, Atsushi, Nakayama, Toshinori. 2008. Bmi1 regulates memory CD4 T cell survival via repression of the Noxa gene. In The Journal of experimental medicine, 205, 1109-20. doi:10.1084/jem.20072000. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18411339/
8. Negishi, Masamitsu, Saraya, Atsunori, Miyagi, Satoru, Nakauchi, Hiromitsu, Iwama, Atsushi. 2006. Bmi1 cooperates with Dnmt1-associated protein 1 in gene silencing. In Biochemical and biophysical research communications, 353, 992-8. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17214966/
9. Vora, Parvez, Seyfrid, Mathieu, Venugopal, Chitra, Bader, Gary D, Singh, Sheila K. 2019. Bmi1 regulates human glioblastoma stem cells through activation of differential gene networks in CD133+ brain tumor initiating cells. In Journal of neuro-oncology, 143, 417-428. doi:10.1007/s11060-019-03192-1. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31115870/