Cacna1c-KO 基因敲除小鼠

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复苏/繁育服务
产品名称

Cacna1c-KO 基因敲除小鼠

产品编号

S-KO-01280

品系全称

C57BL/6NCya-Cacna1cem1/Cya

品系背景

C57BL/6NCya

品系编号

KOCMP-12288-Cacna1c-B6N-VA

品系状态

使用本品系发表的文献需注明: Cacna1c-KO 基因敲除小鼠 mice (Strain S-KO-01280) were purchased from Cyagen.
交付类型
周龄
性别
基因型
数量
KO小鼠库模型
MAPK信号通路

基本信息

基因研究概述

质控标准

基因
基因全称
calcium channel, voltage-dependent, L type, alpha 1C subunit
基因别称
Cav1.2,Cchl1a1,D930026N18Rik,MBC,MELC-CC
染色体号
Chr 6 (Mouse)
转录本 ID
NCBI: NM_001256002 | Ensembl: ENSMUST00000112793
修饰方式
全身性基因敲除
靶向范围
Exon 7
敲除长度
~0.2 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:103013Mice homozygous for mutations that inactivate the gene do not survive to term. Selective ablation in beta cells resulted in impaired insulin secretion and systemic glucose intolerance. Heterozygotes were hypoactive, showed increased anxiety, and poor motor coordination.
CACNA1C,也称为α1C亚基,是L型电压门控钙通道(CaV1.2)的孔形成亚基,它在多种组织和细胞功能中发挥重要作用,包括心脏、大脑和免疫系统。CACNA1C基因编码的CaV1.2通道在细胞膜生理学中扮演关键角色,负责调节钙离子的流入。钙离子作为第二信使,参与多种细胞信号传导途径,包括神经元兴奋性、心肌收缩、内分泌腺体的分泌和免疫细胞的活化。CACNA1C基因的突变会改变这些通道的功能,从而影响广泛的细胞功能。

CACNA1C基因的突变与多种疾病相关。最初在CACNA1C基因中发现的突变与一种严重的多系统疾病——Timothy综合征(TS)有关。TS是一种神经发育缺陷、长QT综合征、危及生命的心脏心律失常、颅面畸形和免疫缺陷为特征的疾病。除了TS,CACNA1C基因的突变还与其他多种疾病相关,包括心脏和神经系统的选择性症状[1]。CACNA1C基因突变导致的疾病统称为CACNA1C通道病,其范围从多系统疾病到更选择性的心脏或神经系统症状。

CACNA1C基因的突变与精神疾病有关,例如精神分裂症。GWAS研究发现CACNA1C基因是精神分裂症的风险基因之一。研究发现CACNA1C基因的rs1006737多态性与精神分裂症的易感性相关,特别是在欧洲血统的人群中[2]。此外,CACNA1C基因的rs1006737多态性还与认知功能相关,在精神分裂症患者中,携带rs1006737“A”风险等位基因的个体的延迟记忆评分显著低于非携带者[3]。

在精神疾病的发展中,CACNA1C基因的表达改变可能会影响神经元的钙离子活动,导致异常的大脑发育和焦虑行为。研究发现,在胚胎发育过程中,CACNA1C基因的缺失会扰乱神经元自发的钙离子活动,导致异常的大脑发育和焦虑行为。这些发现表明CACNA1C基因在胚胎发育中的功能受损可能会增加患精神疾病的风险[4]。

CACNA1C基因突变还与心脏疾病相关。CACNA1C基因编码的CaV1.2通道是心脏的主要钙通道,参与心脏的电生理活动。CACNA1C基因的突变会导致心脏电生理活动异常,引发心律失常和QT间期延长。研究发现,CACNA1C基因突变与Timothy综合征(TS)、心脏TS(COTS)和孤立性长QT综合征8(LQT8)相关。TS是一种多系统疾病,而COTS和LQT8则主要表现为心脏症状。研究发现,TS与COTS和LQT8在临床表型和预后方面存在显著差异,TS表现出更早的发病时间、更严重的QT间期延长和更高的死亡率[5]。

CACNA1C基因在神经系统疾病中也发挥重要作用。CACNA1C基因的突变与多种神经系统疾病相关,包括偏头痛、癫痫、小脑共济失调、肌张力障碍和小脑萎缩。CACNA1C基因的不同变异体与这些神经系统疾病的易感性相关,表明CACNA1C基因在神经系统的功能调节中发挥着重要作用[6]。

此外,CACNA1C基因的突变还与双相情感障碍(BD)相关。研究发现CACNA1C基因的rs1006737多态性与BD患者的谷氨酸代谢异常相关。谷氨酸是大脑中主要的兴奋性神经递质,其代谢异常与BD的发病机制有关。CACNA1C基因的rs1006737多态性可能通过影响钙离子内稳态和谷氨酸能神经传递,参与BD的病理过程[7]。

CACNA1C基因的突变还与抑郁症相关。研究发现CACNA1C基因的rs1006737多态性与抑郁症的发病风险相关,并且与生活压力事件存在相互作用。抑郁症是一种常见的心理健康问题,其发病机制复杂,涉及遗传、环境和心理等多种因素。CACNA1C基因的rs1006737多态性可能通过影响神经递质传递和神经可塑性,参与抑郁症的病理过程[8]。

CACNA1C基因的突变还与社交行为和超声波发声相关。研究发现CACNA1C基因的杂合性缺失会导致社交行为的改变和超声波发声的异常。社交行为和超声波发声是评估动物社交功能和情感状态的重要指标。CACNA1C基因的杂合性缺失可能导致社交信号处理的缺陷,进而影响社交功能和情感状态[9]。

CACNA1C基因的突变还与操作规则学习中的行为策略相关。研究发现CACNA1C基因的缺失并不影响学习过程,但会影响行为策略的选择。动物在解决问题时会采用不同的行为策略,包括结果驱动和规则驱动。CACNA1C基因的缺失导致动物更多地采用结果驱动的策略,而不是规则驱动的策略。这表明CACNA1C基因在学习过程中发挥着重要的调节作用,影响行为策略的选择和适应性[10]。

综上所述,CACNA1C基因在多种生物学过程中发挥重要作用,包括神经元兴奋性、心肌收缩、内分泌腺体的分泌和免疫细胞的活化。CACNA1C基因的突变与多种疾病相关,包括Timothy综合征、心脏疾病、精神疾病和神经系统疾病。CACNA1C基因的突变可能通过影响钙离子活动、神经递质传递和神经可塑性等途径,参与疾病的病理过程。进一步研究CACNA1C基因的功能和突变机制,有助于深入理解疾病的发病机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。

参考文献:
1. Herold, Kevin G, Hussey, John W, Dick, Ivy E. . CACNA1C-Related Channelopathies. In Handbook of experimental pharmacology, 279, 159-181. doi:10.1007/164_2022_624. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36598608/
2. Zhu, Dongjian, Yin, Jingwen, Liang, Chunmei, Wang, Yajun, Ma, Guoda. 2019. CACNA1C (rs1006737) may be a susceptibility gene for schizophrenia: An updated meta-analysis. In Brain and behavior, 9, e01292. doi:10.1002/brb3.1292. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31033230/
3. Chen, Mengyi, Jiang, Qi, Zhang, Lei. 2022. CACNA1C Gene rs1006737 Polymorphism Affects Cognitive Performance in Chinese Han Schizophrenia. In Neuropsychiatric disease and treatment, 18, 1697-1704. doi:10.2147/NDT.S373492. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35975220/
4. Smedler, Erik, Louhivuori, Lauri, Romanov, Roman A, Harkany, Tibor, Uhlén, Per. . Disrupted Cacna1c gene expression perturbs spontaneous Ca2+ activity causing abnormal brain development and increased anxiety. In Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 119, . doi:10.1073/pnas.2108768119. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35135875/
5. Borbás, János, Vámos, Máté, Hategan, Lidia, Hegyi, Péter, Sepp, Róbert. 2022. Geno- and phenotypic characteristics and clinical outcomes of CACNA1C gene mutation associated Timothy syndrome, "cardiac only" Timothy syndrome and isolated long QT syndrome 8: A systematic review. In Frontiers in cardiovascular medicine, 9, 1021009. doi:10.3389/fcvm.2022.1021009. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36523353/
6. Szymanowicz, Oliwia, Drużdż, Artur, Słowikowski, Bartosz, Kozubski, Wojciech, Dorszewska, Jolanta. 2024. A Review of the CACNA Gene Family: Its Role in Neurological Disorders. In Diseases (Basel, Switzerland), 12, . doi:10.3390/diseases12050090. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38785745/
7. Scotti-Muzzi, Estêvão, Chile, Thais, Vallada, Homero, Otaduy, Maria Concepción Garcia, Soeiro-de-Souza, Márcio Gerhardt. 2022. Association between CACNA1C gene rs100737 polymorphism and glutamatergic neurometabolites in bipolar disorder. In European neuropsychopharmacology : the journal of the European College of Neuropsychopharmacology, 59, 26-35. doi:10.1016/j.euroneuro.2022.04.001. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35544990/
8. Zhao, Mingzhe, Yang, Jiarun, Qiu, Xiaohui, Yang, Yanjie, Cao, Depin. 2020. CACNA1C rs1006737, Threatening Life Events, and Gene-Environment Interaction Predict Major Depressive Disorder. In Frontiers in psychiatry, 10, 982. doi:10.3389/fpsyt.2019.00982. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32038325/
9. Wöhr, Markus, Kisko, Theresa M, Schwarting, Rainer K W. 2021. Social Behavior and Ultrasonic Vocalizations in a Genetic Rat Model Haploinsufficient for the Cross-Disorder Risk Gene Cacna1c. In Brain sciences, 11, . doi:10.3390/brainsci11060724. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34072335/
10. Koppe, Georgia, Mallien, Anne Stephanie, Berger, Stefan, Vollmayr, Barbara, Durstewitz, Daniel. 2017. CACNA1C gene regulates behavioral strategies in operant rule learning. In PLoS biology, 15, e2000936. doi:10.1371/journal.pbio.2000936. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28604818/