Smad3-KO 基因敲除小鼠

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产品名称

Smad3-KO 基因敲除小鼠

产品编号

S-KO-03088

品系全称

C57BL/6NCya-Smad3em1/Cya

品系背景

C57BL/6NCya

品系编号

KOCMP-17127-Smad3-B6N-VA

品系状态

使用本品系发表的文献需注明: Smad3-KO 基因敲除小鼠 mice (Strain S-KO-03088) were purchased from Cyagen.
交付类型
周龄
性别
基因型
数量
KO小鼠库模型
TGF-β信号通路
Wnt信号通路
Hippo信号通路

基本信息

基因研究概述

质控标准

基因
基因全称
SMAD family member 3
基因别称
Madh3
染色体号
Chr 9 (Mouse)
转录本 ID
NCBI: NM_016769 | Ensembl: ENSMUST00000034973
修饰方式
全身性基因敲除
靶向范围
Exon 2~5
敲除长度
~4.3 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:1201674Homozygotes for targeted mutations exhibit reduced mucosal immunity, chronic intestinal inflammation (sometimes with colonic adenocarcinoma), forelimb malformation, reduced mineralization of enamel, impaired growth of ovarian follicles, and develop osteoarthritis.
Smad3,也称为MADH3,是一种重要的细胞内信号分子,在转化生长因子β(TGF-β)信号通路中发挥关键作用。TGF-β是一种多功能细胞因子,参与多种生物学过程,包括细胞生长、分化和凋亡。Smad3是Smad家族成员之一,与Smad2和Smad4共同参与TGF-β信号通路的传导。当TGF-β与其受体结合后,Smad2和Smad3会被磷酸化并形成复合物,随后转移到细胞核中,与转录因子相互作用,调节基因表达。

在细胞增殖和分化方面,Smad3具有双重功能。一方面,它可以通过抑制细胞周期促进基因的表达来诱导细胞衰老,从而抑制肿瘤的发生。例如,在肺癌细胞中,Ras基因的过激活会导致TGF-β1激活的Smad3水平升高,进而与潜在的肿瘤抑制因子ATOH8结合,形成转录复合物,直接抑制一系列细胞周期促进基因的表达,导致细胞衰老[1]。另一方面,Smad3也可以促进肿瘤的发生。例如,在肺癌细胞中,过表达的Smad3可以转变为促癌基因,并促进Ras基因驱动的恶性转化[1]。

此外,Smad3还参与调节端粒酶活性。端粒酶是一种核糖核蛋白复合物,能够维持端粒的长度,对于肿瘤细胞的无限增殖至关重要。研究表明,TGF-β可以通过抑制人端粒酶逆转录酶(hTERT)基因的转录来抑制端粒酶活性,而Smad3可能直接参与这一过程[2]。

除了上述功能,Smad3还参与调节其他基因的转录。例如,FoxL2是一种叉头家族成员,与Smad3协同调节抑制素基因的转录。在αT3-1细胞中,激活素通过Smad3的作用在抑制素基因的内含子Smad结合元件(SBE1)处诱导抑制素基因的转录。FoxL2与Smad3直接结合,共同驱动SBE1介导的转录[3]。

此外,Smad3还参与调节胰岛素基因的转录和胰岛β细胞的功能。Smad3是TGF-β信号通路的效应分子,占据胰岛素基因启动子区域,并抑制胰岛素基因的转录。Smad3缺陷小鼠表现出中度高胰岛素血症和轻度低血糖,并且葡萄糖耐量改善,葡萄糖刺激的胰岛素分泌增强[4]。

此外,Smad3的表达还受到microRNA的调控。例如,hsa-miR-497-5p可以直接与SMAD3转录本的3'-UTR序列相互作用,抑制SMAD3基因的表达[5]。

除了上述功能,Smad3的遗传变异还与多种疾病相关。例如,SMAD3基因的遗传变异与髋关节和膝关节骨关节炎的风险相关[6]。此外,SMAD3基因的遗传变异还与乳头状甲状腺癌的遗传易感性相关[7]。

综上所述,Smad3是一种重要的细胞内信号分子,在TGF-β信号通路中发挥关键作用。Smad3参与调节细胞增殖、分化、衰老、端粒酶活性、胰岛素基因转录和胰岛β细胞功能等生物学过程。此外,Smad3的表达还受到microRNA的调控,并且其遗传变异与多种疾病相关。Smad3的研究有助于深入理解TGF-β信号通路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, Ximeng, Li, Xu, Wang, Shuang, Cai, Junchao, Li, Mengfeng. 2023. ATOH8 binds SMAD3 to induce cellular senescence and prevent Ras-driven malignant transformation. In Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 120, e2208927120. doi:10.1073/pnas.2208927120. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36626550/
2. Li, He, Xu, Dakang, Toh, Ban-Hock, Liu, Jun-Ping. . TGF-beta and cancer: is Smad3 a repressor of hTERT gene? In Cell research, 16, 169-73. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16474430/
3. Blount, Amy L, Schmidt, Karsten, Justice, Nicholas J, Fischer, Wolfgang H, Bilezikjian, Louise M. 2008. FoxL2 and Smad3 coordinately regulate follistatin gene transcription. In The Journal of biological chemistry, 284, 7631-45. doi:10.1074/jbc.M806676200. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19106105/
4. Han, Fushi, Chen, Shuzhen, Zhang, Kangwei, Wang, Meng, Wang, Peijun. 2024. Single-cell transcriptomic sequencing data reveal aberrant DNA methylation in SMAD3 promoter region in tumor-associated fibroblasts affecting molecular mechanism of radiosensitivity in non-small cell lung cancer. In Journal of translational medicine, 22, 288. doi:10.1186/s12967-024-05057-2. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38493128/
5. Preobrazhenska, Olena, Yakymovych, Mariya, Kanamoto, Takashi, Heldin, Carl-Henrik, Souchelnytskyi, Serhiy. . BRCA2 and Smad3 synergize in regulation of gene transcription. In Oncogene, 21, 5660-4. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12165866/
6. Khan, Rajwali, Raza, Sayad Haidar Abbas, Schreurs, Nicola, Khan, Sarzamin, Linsen, Zan. 2019. Bioinformatics analysis and transcriptional regulation of TORC1 gene through transcription factors NRF1 and Smad3 in bovine preadipocytes. In Genomics, 112, 1575-1587. doi:10.1016/j.ygeno.2019.09.007. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31521712/
7. Lin, Huei-Min, Lee, Ji-Hyeon, Yadav, Hariom, Roberts, Anita B, Rane, Sushil G. 2009. Transforming growth factor-beta/Smad3 signaling regulates insulin gene transcription and pancreatic islet beta-cell function. In The Journal of biological chemistry, 284, 12246-57. doi:10.1074/jbc.M805379200. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19265200/