智鼠故事 
C57BL/6NCya-Nrlem1/Cya 基因敲除小鼠
复苏/繁育服务
产品名称：
Nrl-KO
产品编号：
S-KO-03436
品系背景：
C57BL/6NCya
* 使用本品系发表的文献需注明：Nrl-KO mice (Strain S-KO-03436) 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-Nrlem1/Cya
品系编号
KOCMP-18185-Nrl-B6N-VA
产品编号
S-KO-03436
基因名
Nrl
品系背景
C57BL/6NCya
基因别称
D14H14S46E
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:102567 Homozygotes for a targeted null mutation exhibit a retinal defect causing loss of rod function, exaggerated cone function, short, sparse outer segments, and abnormal disks.
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
Nrl位于小鼠的14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Nrl基因敲除小鼠，性成熟后取精子冻存。
Nrl-KO小鼠模型由赛业生物（Cyagen）采用基因编辑技术构建，该模型旨在研究Nrl基因在小鼠体内的功能。Nrl基因位于小鼠14号染色体上，包含四个外显子，其中ATG起始密码子在3号外显子，TGA终止密码子在4号外显子。Nrl-KO小鼠模型是通过在3号外显子和4号外显子之间的区域进行基因编辑构建的，该区域包含714个碱基对的编码序列。基因编辑后，出生的小鼠通过PCR和测序分析进行基因型鉴定。携带敲除等位基因的小鼠表现出视网膜缺陷，导致杆状细胞功能丧失，锥状细胞功能增强，外突短而稀疏，并且有异常的盘状结构。此外，Nrl-KO小鼠模型可用于研究Nrl基因在小鼠体内的功能。
基因研究概述
NRL（Neural Retina Leucine Zipper）基因编码一种基本的亮氨酸拉链转录因子，它在哺乳动物视网膜中起着关键作用。NRL在光感受器细胞分化过程中起着决定性的作用，特别是在控制杆状光感受器的生成上。杆状光感受器是视网膜中主要的感光细胞，负责在低光条件下捕捉光线。NRL基因的缺失或突变会影响光感受器细胞的正常发育和功能，导致多种视网膜疾病。
在NRL缺失的情况下，光感受器前体细胞无法分化为杆状光感受器，而是会沿着默认的光感受器分化路径，产生S-视锥细胞样细胞。这一机制在哺乳动物中是保守的，包括人类。NRL-/-基因编辑的人胚胎干细胞分化成的视网膜类器官中，尽管缺乏NRL和其他杆状光感受器标记，却表现出异常数量的S-视锥细胞样细胞。这一发现表明，NRL是定义杆状光感受器身份所必需的，并且在其缺失的情况下，S-视锥细胞样细胞将作为默认的光感受器细胞类型发展[1]。
为了治疗视网膜色素变性（RP），一种影响光感受器细胞的遗传性视网膜疾病，研究人员探索了NRL基因编辑的可能性。通过全AAV介导的Nrl基因灭活，可以有效地防止RP小鼠模型中的视网膜退化。这项研究展示了AAV-SaCas9介导的Nrl基因灭活作为一种实用、基因非依赖性的方法，在未来RP患者的治疗应用中具有潜力[2]。
为了研究杆状光感受器的基因表达和细胞命运，研究人员开发了一种Nrl:CreERT2小鼠模型。这个模型能够诱导单个杆状光感受器细胞中的基因表达，这对于研究杆状光感受器细胞的发育和功能至关重要。通过使用一种Farnesylated GFP（GFPf）报告小鼠，研究人员发现，在注射tamoxifen后，GFPf在视网膜中的表达呈现出马赛克样模式。这种小鼠模型为研究杆状光感受器的发育和基因表达提供了一个有价值的工具[3]。
NRL基因的变异与增强S-视锥细胞综合征（ESCS）有关，这是一种罕见的常染色体隐性视网膜变性。在两个无关的儿科患者中，发现了一种新的NRL基因移码突变。这些患者的眼底检查显示周边退化，而电视网膜图（ERG）记录显示暗光、混合和单闪光视锥细胞反应减少，S-视锥细胞反应异常。这些发现扩展了NRL相关ESCS的临床和遗传谱，并证实了表型表现与年龄无关的变异性[4]。
靶向NRL途径作为治疗RP的策略引起了研究人员的关注。抑制NRL或NR2E3活性可以使杆状光感受器获得某些视锥细胞的特性，从而防止细胞死亡。这种突变非依赖性和疾病修饰的治疗目标为RP的治疗提供了新的思路[5]。
此外，NRL的翻译后修饰，如泛素化，也被证明可以调节其功能。NRL的泛素化可能影响其转录激活活性，从而影响杆状光感受器分化过程中靶基因的表达。这些发现揭示了泛素化在光感受器发育和稳态中的重要作用[6]。
综上所述，NRL基因在光感受器细胞的分化和发展中起着关键作用。NRL的缺失或突变会导致视网膜疾病，如RP和ESCS。研究人员正在探索NRL基因编辑和靶向NRL途径的治疗策略，以治疗这些疾病。NRL的翻译后修饰，如泛素化，也对其功能有重要影响。这些研究进展有助于我们更好地理解视网膜疾病的发病机制，并为开发新的治疗方法提供了理论基础。
参考文献：
1. Cuevas, Elisa, Holder, Daniel L, Alshehri, Ashwak H, Lakowski, Jörn, Sowden, Jane C. 2021. NRL-/- gene edited human embryonic stem cells generate rod-deficient retinal organoids enriched in S-cone-like photoreceptors. In Stem cells (Dayton, Ohio), 39, 414-428. doi:10.1002/stem.3325. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33400844/
2. Liu, Zhiquan, Chen, Siyu, Lo, Chien-Hui, Wang, Qing, Sun, Yang. 2024. All-in-one AAV-mediated Nrl gene inactivation rescues retinal degeneration in Pde6a mice. In JCI insight, 9, . doi:10.1172/jci.insight.178159. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39499900/
3. Thorson, Molly T, Wei, Stephanie E, Johnson, Craig, Arshavsky, Vadim Y, Pearring, Jillian N. 2023. Nrl:CreERT2 mouse model to induce mosaic gene expression in rod photoreceptors. In Frontiers in molecular neuroscience, 16, 1161127. doi:10.3389/fnmol.2023.1161127. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37181654/
4. Iarossi, Giancarlo, Sinibaldi, Lorenzo, Passarelli, Chiara, Bartuli, Andrea, Buzzonetti, Luca. 2022. A Novel Autosomal Recessive Variant of the NRL Gene Causing Enhanced S-Cone Syndrome: A Morpho-Functional Analysis of Two Unrelated Pediatric Patients. In Diagnostics (Basel, Switzerland), 12, . doi:10.3390/diagnostics12092183. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36140584/
5. Moore, Spencer M, Skowronska-Krawczyk, Dorota, Chao, Daniel L. 2020. Targeting of the NRL Pathway as a Therapeutic Strategy to Treat Retinitis Pigmentosa. In Journal of clinical medicine, 9, . doi:10.3390/jcm9072224. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32668775/
6. Roger, Jerome E, Nellissery, Jacob, Kim, Douglas S, Swaroop, Anand. 2010. Sumoylation of bZIP transcription factor NRL modulates target gene expression during photoreceptor differentiation. In The Journal of biological chemistry, 285, 25637-44. doi:10.1074/jbc.M110.142810. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20551322/
