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Idh3g-KO 基因敲除小鼠

Idh3g-KO 基因敲除小鼠

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复苏/繁育服务
产品名称

Idh3g-KO 基因敲除小鼠

产品编号

S-KO-02564

品系全称

C57BL/6JCya-Idh3gem1/Cya

品系背景

C57BL/6JCya

品系编号

KOCMP-15929-Idh3g-B6J-VA

品系状态

使用本品系发表的文献需注明： Idh3g-KO 基因敲除小鼠 mice (Strain S-KO-02564) were purchased from Cyagen.
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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
isocitrate dehydrogenase 3 (NAD+), gamma
基因别称
-
染色体号
Chr X (Mouse)
NCBI ID
转录本 ID
NCBI: NM_008323 | Ensembl: ENSMUST00000052761
修饰方式
全身性基因敲除
靶向范围
Exon 2~5
敲除长度
~1.7 kb
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
更多信息
IDH3G，即异柠檬酸脱氢酶3γ，是异柠檬酸脱氢酶家族的一员，这个家族的酶在细胞内的三羧酸循环（TCA循环）中扮演着关键角色。TCA循环是线粒体中产生能量的核心过程，它通过一系列酶促反应将碳水化合物、脂肪和蛋白质分解成二氧化碳和水，同时生成高能分子ATP。IDH3G在TCA循环中负责将异柠檬酸转化为α-酮戊二酸，并在这个过程中产生NADH，这是细胞内能量的主要载体之一。IDH3G的表达和活性对于维持细胞能量代谢的稳态至关重要。

在非小细胞肺癌中，乳酸盐已经被观察到能够调节细胞代谢。通过免疫荧光技术检测到，非小细胞肺癌细胞中G6PD和SDHA蛋白水平升高，而乳酸脱氢酶的上调与不良预后相关。流式细胞术和Seahorse XFe分析仪用于检测乳酸盐对非小细胞肺癌细胞中糖酵解和线粒体功能的影响。结果显示，乳酸盐在非小细胞肺癌细胞中减弱了葡萄糖摄取和糖酵解，同时维持了线粒体稳态，这通过改善线粒体膜电位得到体现。进一步的研究发现，乳酸盐分别下调了糖酵解酶（HK-1，PKM）和TCA循环酶（SDHA，IDH3G）的mRNA水平，并且通过染色质免疫沉淀实验观察到在HK-1和IDH3G启动子区域的组蛋白乳酰化增加。这些结果共同表明，乳酸盐至少部分通过组蛋白乳酰化介导的基因表达来调节非小细胞肺癌的细胞代谢[1]。

在肺腺癌中，组蛋白乳酰化（Hla）是一种与代谢应激相关的组蛋白修饰，它在特定基因表达调控中发挥作用。然而，Hla在肺腺癌发病机制中的作用尚未得到探索。通过生物信息学分析，发现BZW2在肺腺癌组织中表达水平升高，这与不良预后相关。流式细胞术和TUNEL实验用于分析肺腺癌细胞的凋亡。XF 96细胞外通量分析仪用于测量细胞外酸化率（ECAR），并使用试剂盒检测乳酸产生和葡萄糖消耗。动物实验进一步验证了这些发现。细胞实验表明，BZW2通过促进糖酵解介导的乳酸产生和IDH3G的乳酰化，促进了肺腺癌的恶性进展。在体内验证中，抑制Hla可以抑制肺腺癌的恶性进展。敲低BZW2并结合2-DG治疗显著抑制了小鼠的肿瘤生长。这些发现表明，BZW2可以通过糖酵解介导的IDH3G乳酰化来调节肺腺癌的进展，为针对肺腺癌的糖酵解和Hla的靶向治疗提供了理论基础[2]。

在动脉粥样硬化和腹主动脉瘤中，转录组分析发现了与脂肪酸代谢相关的基因。这些研究显示，IDH3G在动脉粥样硬化和腹主动脉瘤中表达下调，提示脂肪酸代谢可能与这些疾病的发生发展有关。研究还发现，IDH3G可能与免疫细胞浸润相关，这表明它可能在免疫调节中发挥作用[3]。

IDH3G的基因序列分析表明，它是一个新的基因，被命名为IDH3GL（异柠檬酸脱氢酶3γ样），在人类睾丸中特异性表达。IDH3GL基因的cDNA序列与IDH3G的部分序列有83%的核苷酸序列同源性。IDH3GL基因由3个外显子组成，跨越大约220 kb的区域，位于NELL1基因所在的11p15.1染色体区域。IDH3GL基因cDNA序列分析显示，在337-339核苷酸位置存在一个提前终止密码子，导致产生一个截短的112个氨基酸的肽链。这个终止密码子在多种人类民族群体和黑猩猩中是保守的。在IDH3GL基因的上游、编码和非编码区域中，共发现了10个单核苷酸多态性（SNP），其中7个是新的，其中一个导致非同义氨基酸替换，从亮氨酸变为缬氨酸。这些发现表明，IDH3GL基因序列可能是NELL1基因的剪接变体，并且可能是由IDH3基因的转座假基因进化而来[4]。

在心脏中，TCA循环基因的转录调控机制已被阐明。研究发现，过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1α（PGC-1α）是一种转录共激活因子，广泛地诱导参与线粒体ATP产生的基因。PGC-1α通过共激活其他转录因子，如雌激素相关受体（ERR）、核呼吸因子1（Nrf1）、GA结合蛋白-a（Gabpa）和Yin Yang 1（YY1），来增强其效应。PGC-1α通过ERR、Nrf1、Gabpa和YY1的部分共激活，增强了14个TCA循环基因中的13个的转录。染色质免疫沉淀测序显示，PGC-1α在TCA循环基因启动子区域有定位峰值。DNA结合实验验证了PGC-1α在Idh3a、Idh3g和Sdha启动子区域的共激活因子依赖性招募。这些发现阐明了TCA循环基因的转录机制，这对于理解这些基因在病理条件下的失调具有重要意义[5]。

在先天性糖基化障碍（CDG）中，IDH3G基因的缺失可能与疾病的发生有关。一名4个月大的男婴因为出生后喂养困难而就诊，高通量测序发现，该患儿丢失了chrX: 153 045 645-153 095 809（大约50 kb）区域的捕获信号，该区域包含4个OMIM基因，包括SRPK3、IDH3G、SSR4和PDZD4。qPCR验证了该区域的拷贝数为零，而其哥哥和父母的拷贝数都是正常的。Xq28区域包含SSR4基因的片段的缺失可能导致了该患儿的SSR4-CDG[6]。

在HIV-1感染中，IDH3G基因被确定为与HIV-1介导的CD4下调相关的宿主因子之一。通过全基因组shRNA筛选，在HeLa CD4+细胞中发现，DNM3（动力蛋白3）、SNX22（分拣连接蛋白22）、ATP6AP1（ATP酶，H+转运，溶酶体辅助蛋白1）、HRBL（HIV-Rev结合蛋白样）、IDH3G（异柠檬酸脱氢酶）、HSP90B1（热休克蛋白90 kDa β成员1）和EPS15（表皮生长因子受体通路底物15）的敲低显著增加了HIV感染SupT1 T细胞中的CD4水平。此外，EPS15、DNM3、IDH3G和ATP6AP1的敲低显著降低了T细胞中的HIV-1复制。这些发现揭示了HIV-1介导的CD4下调在质膜和早期内体水平的机制，并确定了4个可能的新的HIV-1复制辅助因子[7]。

YAP1基因是Hippo信号通路的主要下游效应器，参与肿瘤发生。研究发现，YAP1在多种人类癌症中表达上调，并与不良预后相关。YAP1共表达基因主要参与线粒体功能，包括线粒体基因表达和线粒体呼吸链复合物I的组装。其中，IDH3G被确定为YAP1共表达基因网络中的枢纽基因之一。这些发现表明，YAP1过表达可能是ACC、LGG和PAAD中不良预后的生物标志物，其共表达基因主要参与线粒体功能的调节，特别是氧化磷酸化[8]。

在帕金森病（PD）中，CD4+ T细胞功能异常起重要作用。研究发现，在LPS诱导的PD小鼠中，IDH3G在脑和中枢神经系统CD4+ T细胞中下调。此外，基因共表达网络分析显示，IDH3G是PD中CD4+ T细胞的一个潜在枢纽蛋白[9]。

在阿尔茨海默病（AD）中，线粒体功能障碍，尤其是TCA循环的抑制，与疾病的发生发展密切相关。研究发现，AD脑和周围血细胞中的TCA循环相关基因表达下调。与Aβ、Tau和简易精神状态检查（MMSE）相关的TCA循环基因中，IDH3B和IDH3G被显著相关。此外，SUCLA2、MDH1和PDHB在周围血细胞中也被下调，这可能使它们成为AD早期诊断的候选生物标志物。这些发现表明，TCA循环酶在AD进展中系统性改变，PDHB、SUCLA2和MDH1可能是潜在的AD诊断和治疗靶点[10]。

综上所述，IDH3G作为一种重要的TCA循环酶，在细胞代谢和能量产生中发挥关键作用。它在多种疾病中扮演着重要的角色，包括非小细胞肺癌、肺腺癌、动脉粥样硬化、腹主动脉瘤、先天性糖基化障碍、HIV-1感染、帕金森病和阿尔茨海默病。IDH3G的异常表达和功能可能与这些疾病的发病机制和进展有关。进一步研究IDH3G在疾病中的功能和机制，有助于开发新的诊断和治疗方法。

参考文献：
1. Jiang, Jun, Huang, DengLiang, Jiang, Yuan, Tong, SiXian, Ma, YanYan. 2021. Lactate Modulates Cellular Metabolism Through Histone Lactylation-Mediated Gene Expression in Non-Small Cell Lung Cancer. In Frontiers in oncology, 11, 647559. doi:10.3389/fonc.2021.647559. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34150616/
2. Wang, Ming, He, Tianyu, Meng, Di, Cheng, Ling, Hu, Jian. 2023. BZW2 Modulates Lung Adenocarcinoma Progression through Glycolysis-Mediated IDH3G Lactylation Modification. In Journal of proteome research, 22, 3854-3865. doi:10.1021/acs.jproteome.3c00518. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37955350/
3. Gu, Xuefeng, Yu, Zhongxian, Qian, Tianwei, Li, Ming, Tao, Ke. 2024. Transcriptomic analysis identifies the shared diagnostic biomarkers and immune relationship between Atherosclerosis and abdominal aortic aneurysm based on fatty acid metabolism gene set. In Frontiers in molecular biosciences, 11, 1365447. doi:10.3389/fmolb.2024.1365447. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38660376/
4. Okamoto, Koichi, Matsuzaka, Yasunari, Yoshikawa, Yoko, Tamiya, Gen, Inoko, Hidetoshi. . Identification of NAD+-dependent isocitrate dehydrogenase 3 gamma-like (IDH3GL) gene and its genetic polymorphisms. In Gene, 323, 141-8. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/14659887/
5. Veera, Samta, Tang, Fan, Mourad, Youssef, Sadoshima, Junichi, Oka, Shin-Ichi. 2024. A transcriptional regulatory mechanism of genes in the tricarboxylic acid cycle in the heart. In The Journal of biological chemistry, 300, 107677. doi:10.1016/j.jbc.2024.107677. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39151728/
6. Weng, Lingwei, Deng, Qingqing, Chen, Xiuli, Wang, Kai, Shao, Jie. . [A case of Congenital disorder of glycosylation due to SSR4 gene deletion]. In Zhonghua yi xue yi chuan xue za zhi = Zhonghua yixue yichuanxue zazhi = Chinese journal of medical genetics, 40, 364-367. doi:10.3760/cma.j.cn511374-20210918-00762. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36854416/
7. Landi, Alessia, Vermeire, Jolien, Iannucci, Veronica, Bentahir, Mostafa, Verhasselt, Bruno. 2014. Genome-wide shRNA screening identifies host factors involved in early endocytic events for HIV-1-induced CD4 down-regulation. In Retrovirology, 11, 118. doi:10.1186/s12977-014-0118-4. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25496667/
8. Wu, Baojin, Tang, Xinjie, Ke, Honglin, Tang, Shao, Ke, Ronghu. 2021. Gene Regulation Network of Prognostic Biomarker YAP1 in Human Cancers: An Integrated Bioinformatics Study. In Pathology oncology research : POR, 27, 1609768. doi:10.3389/pore.2021.1609768. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34257617/
9. Wang, Guoqing, Wang, Yuanyuan, Tang, Xianjin, Zhao, Yujia, Zhang, Feng. 2025. Identification and validation of Atp5f1c in CD4+ T cell as a hub protein in Parkinson's disease. In International journal of biological macromolecules, 297, 139858. doi:10.1016/j.ijbiomac.2025.139858. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39814280/
10. Jia, Dongdong, Wang, Fangzhou, Yu, Haitao. 2023. Systemic alterations of tricarboxylic acid cycle enzymes in Alzheimer's disease. In Frontiers in neuroscience, 17, 1206688. doi:10.3389/fnins.2023.1206688. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37575300/

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