智鼠故事 
C57BL/6NCya-Cry1em1/Cya 基因敲除小鼠
复苏/繁育服务
产品名称：
Cry1-KO
产品编号：
S-KO-01636
品系背景：
C57BL/6NCya
* 使用本品系发表的文献需注明：Cry1-KO mice (Strain S-KO-01636) 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/6NCya-Cry1em1/Cya
品系编号
KOCMP-12952-Cry1-B6N-VA
产品编号
S-KO-01636
基因名
Cry1
品系背景
C57BL/6NCya
基因别称
Phll1
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:1270841 Mice homozygous for targeted knock-out mutations exhibit a shortened circadian behavior period under constant darkness. Male mice homozygous for an endonuclease-mediated null allele display oligozoospermia and increased male germ cell apoptosis.
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
活体
环境标准
SPF
供应地区
中国
品系详情
Cry1位于小鼠的10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Cry1基因敲除小鼠，性成熟后取精子冻存。
Cry1-KO小鼠模型由赛业生物（Cyagen）采用基因编辑技术构建。Cry1基因位于小鼠10号染色体上，由13个外显子组成，其中ATG起始密码子在1号外显子，TGA终止密码子在12号外显子。全身性基因敲除区域（KO区域）位于3至4号外显子，包含328个碱基对的编码序列。删除该区域会导致小鼠Cry1基因功能的丧失。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。携带敲除等位基因的小鼠在持续黑暗环境下表现出缩短的昼夜节律行为周期。携带敲除等位基因的雄性小鼠表现出精子数量减少和雄性生殖细胞凋亡增加。由于敲除等位基因导致胚胎死亡，赛业生物（Cyagen）建议生成条件性敲除模型。该模型可用于研究Cry1基因在小鼠体内的功能。
基因研究概述
CRY1，全称为Cryptochrome 1，是一种核心的哺乳动物生物钟基因，它在调控昼夜节律中发挥着至关重要的作用。CRY1基因编码的蛋白是一种转录抑制因子，它通过与生物钟激活因子Clock和Bmal1相互作用来抑制下游基因的转录，从而影响昼夜节律的长度和强度[1]。CRY1基因的突变或表达异常已被证实与多种睡眠障碍和神经精神疾病有关，如延迟睡眠时相障碍（DSPD）、丛集性头痛、抑郁症和注意力缺陷多动症（ADHD）[2,4,8]。
在DSPD的研究中，科学家发现CRY1基因的一个显性编码变异与这种常见的失眠症状有关。这种变异导致CRY1蛋白与Clock和Bmal1的结合亲和力增强，从而减少了关键转录靶点的表达并延长了昼夜分子节律的周期。这种功能获得性变异在人群中具有较高的频率（高达0.6%），并且在不相关的家族中也观察到了晚期和/或碎片化的睡眠模式，这表明它对人类的睡眠行为有着广泛的影响[1]。
在丛集性头痛的研究中，CRY1基因的另一个外显子变异rs8192440被发现与这种严重的原发性头痛疾病相关。这项病例对照研究调查了来自瑞典的628名丛集性头痛患者和681名对照者的CRY1和CRY2基因中的四种已知遗传变异。研究发现，rs8192440变异与丛集性头痛在等位基因水平上相关（p=0.02），并且在报告有攻击昼夜节律性的患者亚组中相关性更为显著（p=0.002）。这些发现支持了昼夜节律失调在丛集性头痛病理生理学中的关键作用[2]。
此外，CRY1基因在多能干细胞（PSCs）的身份和体细胞重编程中也起着重要作用。研究发现，CRY1在PSCs中的积累与代谢重编程相关，包括AMPK失活和SREBP1激活。功能实验证实，CRY1对于维持自我更新能力、集落组织和代谢特征是必需的。全基因组定位分析揭示了CRY1在PSCs中调控发育和分化相关基因的表达。缺乏CRY1的细胞在诱导PSC（iPSC）重编程过程中表现出不同的基因表达谱，导致iPSC重编程效率受损。这些结果表明CRY1在多能重编程和发生学中的功能意义，从而决定了PSC的身份[3]。
在代谢调节方面，CRY1通过与胱硫醚β-合酶（CBS）的相互作用来调节昼夜节律和代谢功能。CBS是碳代谢中的一个中心酶，它与CRY1的功能性相互作用可以增强CRY1介导的CLOCK/BMAL1复合物的抑制，从而缩短昼夜节律周期。研究发现，CBS-I278T蛋白突变（最常见的高胱氨酸尿症的原因）不能与CRY1结合或调节其抑制活性。此外，CRY1缺乏的小鼠肝脏提取物中CBS活性降低，但在添加外源性野生型CRY1后恢复正常。代谢组学分析强调了内源性CRY1的代谢重要性，观察到由于CRY1诱导的CBS激活导致的一碳和转硫代谢途径的时空变化。这些发现表明CBS-CRY1结合提供了一个翻译后开关来调节细胞昼夜生理和代谢控制[7]。
在脂肪生成的研究中，CRY1被发现是脂肪生成分化的关键调节因子。研究发现，在脂肪生成诱导过程中，3T3-L1细胞和C3H10T1/2细胞中CRY1的表达水平逐渐增加。敲低内源性CRY1显著抑制了脂肪生成标记物的表达和脂滴的形成。此外，敲低内源性CRY1促进了β-连环蛋白（Wnt/β-catenin信号通路中的关键信号分子）的表达和核积累，表明CRY1对脂肪生成的调节作用是通过Wnt/β-catenin信号通路介导的[5]。
在睾丸发育的研究中，CRY1基因在青春期睾丸中的表达与精原细胞的数量相关。研究发现，从90天到120天，精母细胞和早期精母细胞的数量迅速增加。相应地，从90天到180天，cry1和与细胞增殖相关的基因（bricd5、tnfrsf21和cdk1）的mRNA表达在睾丸中发生了显著变化。此外，还鉴定了一些与细胞增殖相关的转录因子（tcfl5）。这些结果表明cry1基因可能通过调节bricd5、tnfrsf21和cdk1等细胞增殖相关基因的表达来调节精原细胞的增殖[6]。
综上所述，CRY1基因在昼夜节律、神经精神疾病、多能干细胞身份、代谢调节和睾丸发育中发挥着重要作用。CRY1基因的变异或表达异常与多种疾病相关，包括DSPD、丛集性头痛、抑郁症、ADHD和脂肪生成。此外，CRY1还通过与CBS的相互作用来调节昼夜节律和代谢功能。CRY1的研究对于深入理解昼夜节律、代谢和生殖的生物学机制，以及为相关疾病的治疗和预防提供新的思路和策略具有重要意义。
参考文献：
1. Patke, Alina, Murphy, Patricia J, Onat, Onur Emre, Campbell, Scott S, Young, Michael W. . Mutation of the Human Circadian Clock Gene CRY1 in Familial Delayed Sleep Phase Disorder. In Cell, 169, 203-215.e13. doi:10.1016/j.cell.2017.03.027. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28388406/
2. Fourier, Carmen, Ran, Caroline, Sjöstrand, Christina, Steinberg, Anna, Belin, Andrea Carmine. 2021. The molecular clock gene cryptochrome 1 (CRY1) and its role in cluster headache. In Cephalalgia : an international journal of headache, 41, 1374-1381. doi:10.1177/03331024211024165. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34256648/
3. Sato, Shogo, Hishida, Tomoaki, Kinouchi, Kenichiro, Izpisua Belmonte, Juan Carlos, Sassone-Corsi, Paolo. 2023. The circadian clock CRY1 regulates pluripotent stem cell identity and somatic cell reprogramming. In Cell reports, 42, 112590. doi:10.1016/j.celrep.2023.112590. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37261952/
4. Hua, Ping, Liu, Weiguo, Chen, Donghui, Xiao, Hong, Kuo, Sheng-Han. 2013. Cry1 and Tef gene polymorphisms are associated with major depressive disorder in the Chinese population. In Journal of affective disorders, 157, 100-3. doi:10.1016/j.jad.2013.11.019. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24581835/
5. Sun, Shiwei, Zhou, Lei, Yu, Yueming, Zhang, Tieqi, Wang, Minghai. 2018. Knocking down clock control gene CRY1 decreases adipogenesis via canonical Wnt/β-catenin signaling pathway. In Biochemical and biophysical research communications, 506, 746-753. doi:10.1016/j.bbrc.2018.10.134. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30384996/
6. Huang, Yongjie, Jiang, Xunping, Yan, Yinan, Liu, Guiqiong, Liu, Chenhui. 2021. Expression of cell proliferation regulatory factors bricd5, tnfrsf21, cdk1 correlates with expression of clock gene cry1 in testes of Hu rams during puberty. In Molecular biology reports, 48, 7379-7385. doi:10.1007/s11033-021-06747-6. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34626314/
7. Cal-Kayitmazbatir, Sibel, Kulkoyluoglu-Cotul, Eylem, Growe, Jacqueline, Anafi, Ron C, Kavakli, Ibrahim Halil. 2020. CRY1-CBS binding regulates circadian clock function and metabolism. In The FEBS journal, 288, 614-639. doi:10.1111/febs.15360. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32383312/
8. Liu, Dengfeng, Xie, Zhengyu, Gu, Panyang, Shu, Yousheng, Li, Jia-Da. 2023. Cry1Δ11 mutation induces ADHD-like symptoms through hyperactive dopamine D1 receptor signaling. In JCI insight, 8, . doi:10.1172/jci.insight.170434. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37606043/
