Car8-KO 基因敲除小鼠

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产品名称

Car8-KO 基因敲除小鼠

产品编号

S-KO-01305

品系全称

C57BL/6JCya-Car8em1/Cya

品系背景

C57BL/6JCya

品系编号

KOCMP-12319-Car8-B6J-VA

品系状态

使用本品系发表的文献需注明: Car8-KO 基因敲除小鼠 mice (Strain S-KO-01305) 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
carbonic anhydrase 8
基因别称
Ca8,Cals,Cals1,Carp,wdl
染色体号
Chr 4 (Mouse)
转录本 ID
NCBI: NM_007592 | Ensembl: ENSMUST00000066674
修饰方式
全身性基因敲除
靶向范围
Exon 3
敲除长度
~1.8 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:88253Mice homozygous for a spontaneous deletion exhibit a wobbly side-to-side gait which is first noted at two weeks of age and persists throughout life.
Car8,也称为Carbonic anhydrase-related protein VIII,是一种重要的蛋白质。尽管它缺乏典型的碳酸酐酶活性,但它在哺乳动物发育中发挥着重要的生物学功能。Car8基因编码的蛋白质在多种器官和组织中表达,包括肝脏、鳃弓、神经上皮和发育中的心肌。在胚胎发育过程中,Car8 mRNA的表达水平相对较高,尤其是在大脑、肝脏、肺、心脏、肠道、胸腺和头部的上皮覆盖物中[4]。这些结果表明,Car8在哺乳动物的发育过程中发挥着重要作用。

Car8在调节神经元内钙释放中起着关键作用。它是一种异源调节剂,可以抑制肌醇三磷酸受体1(ITPR1),这是一种在突触功能和神经元兴奋性中重要的细胞内钙释放通道。Car8的突变与某些类型的脊髓小脑共济失调(SCA)有关。SCA小鼠在背根神经节(DRG)中缺乏Car8表达,表现出机械和热超敏性和对亚急性和慢性炎症性疼痛行为的易感性[2]。Car8的缺乏导致DRG中ITPR1磷酸化增加和细胞质游离钙释放增加,从而引起机械性痛觉过敏和热痛觉过敏。过度表达野生型Car8蛋白可以互补Car8缺乏,下调ITPR1磷酸化并消除热和机械性超敏反应。此外,Car8的过度表达可以缓解慢性炎症性疼痛[3]。这些发现表明,Car8通过调节ITPR1-细胞质游离钙途径在痛觉和疼痛行为中发挥着重要作用。

在脊髓小脑共济失调(SCA)中,Car8的表达和功能也受到了关注。SCA是一种以进行性共济失调和小脑萎缩为特征的疾病。Car8在小脑浦肯野细胞中高度表达,这些细胞是SCA的主要受累细胞类型。研究发现,SCA小鼠模型中Car8的表达上调,这表明Car8在SCA的发病机制中可能发挥着重要作用[1]。Car8的失调导致浦肯野细胞树突发育异常和小脑共济失调。Car8、IP3R1和PKCγ蛋白在浦肯野细胞中强烈和特异性表达,它们在调节浦肯野细胞中的钙稳态方面具有共同的功能。这些基因的突变导致钙通道在浦肯野细胞中的功能异常,进而导致浦肯野细胞树突发育异常和多种SCA的发病机制。一旦PKCγ信号通路相关基因和钙信号通路相关基因受到干扰,浦肯野细胞的正常树突发育就会受损,以及来自其他神经元的信号整合,导致发育异常、小脑功能障碍和最终浦肯野细胞丧失。

此外,Car8的基因变异与慢性神经病理性疼痛的易感性增加有关。研究发现,Car8基因的变异与小鼠和人类中某些类型的SCA有关。Car8的突变导致DRG中Car8表达减少,这可能与慢性神经病理性疼痛的易感性增加有关[2]。Car8的基因变异可能导致DRG中ITPR1表达和细胞质游离钙释放增加,从而引起疼痛敏感性增加。

最近的研究发现,人类野生型Car8(CA8WT)的过表达可以抑制神经生长因子(NGF)诱导的ITPR1、TrkA(NGF高亲和力受体)的磷酸化和ITPR1介导的细胞质游离钙释放。此外,使用AAV8-V5-CA8WT病毒粒子通过坐骨神经注射进行的基因转移可以产生持久的V5-CA8WT表达,抑制pITPR1和pTrkA,并在C57BL/6J小鼠中产生显著的镇痛和抗痛觉过敏作用。AAV8-V5-CA8WT介导的过表达可以预防和治疗由脊髓神经结扎(SNL)模型引起的慢性神经病理性疼痛相关的痛觉过敏和痛觉过敏。这些数据为通过靶向基因治疗NGF反应性感觉神经元作为一种长效局部镇痛剂,通过调节TrkA信号传导、ITPR1活化和ITPR1介导的细胞质游离钙释放来预防和治疗慢性神经病理性疼痛提供了概念证明[5]。

综上所述,Car8是一种重要的蛋白质,在哺乳动物发育和神经元内钙释放中发挥着重要作用。Car8的突变与SCA和慢性神经病理性疼痛的易感性增加有关。Car8的研究有助于深入理解钙信号通路在神经元功能和疾病发生中的调节机制,为SCA和慢性神经病理性疼痛的治疗和预防提供新的思路和策略。

参考文献:
1. Shimobayashi, Etsuko, Kapfhammer, Josef P. . Calcium Signaling, PKC Gamma, IP3R1 and CAR8 Link Spinocerebellar Ataxias and Purkinje Cell Dendritic Development. In Current neuropharmacology, 16, 151-159. doi:10.2174/1570159X15666170529104000. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28554312/
2. Levitt, Roy C, Zhuang, Gerald Y, Kang, Yuan, Martin, Eden R, Wiltshire, Tim. 2017. Car8 dorsal root ganglion expression and genetic regulation of analgesic responses are associated with a cis-eQTL in mice. In Mammalian genome : official journal of the International Mammalian Genome Society, 28, 407-415. doi:10.1007/s00335-017-9694-7. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28547032/
3. Zhuang, Gerald Z, Keeler, Benjamin, Grant, Jeff, Martin, Eden R, Levitt, Roy C. 2015. Carbonic anhydrase-8 regulates inflammatory pain by inhibiting the ITPR1-cytosolic free calcium pathway. In PloS one, 10, e0118273. doi:10.1371/journal.pone.0118273. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25734498/
4. Lakkis, M M, Bergenhem, N C, O'Shea, K S, Tashian, R E. . Expression of the acatalytic carbonic anhydrase VIII gene, Car8, during mouse embryonic development. In The Histochemical journal, 29, 135-41. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/9147070/
5. Zhuang, Gerald Z, Upadhyay, Udita, Tong, Xiaoying, Maixner, William, Levitt, Roy C. 2018. Human carbonic anhydrase-8 AAV8 gene therapy inhibits nerve growth factor signaling producing prolonged analgesia and anti-hyperalgesia in mice. In Gene therapy, 25, 297-311. doi:10.1038/s41434-018-0018-7. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29789638/