Plk1-KO 基因敲除小鼠

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产品名称

Plk1-KO 基因敲除小鼠

产品编号

S-KO-03713

品系全称

C57BL/6JCya-Plk1em1/Cya

品系背景

C57BL/6JCya

品系编号

KOCMP-18817-Plk1-B6J-VA

品系状态

使用本品系发表的文献需注明: Plk1-KO 基因敲除小鼠 mice (Strain S-KO-03713) 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
polo like kinase 1
基因别称
Plk,STPK13
染色体号
Chr 7 (Mouse)
转录本 ID
NCBI: NM_011121 | Ensembl: ENSMUST00000033154
修饰方式
全身性基因敲除
靶向范围
Exon 4~5
敲除长度
~2.4 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:97621Mice homozygous for a null mutation display lethality before implantation, embryonic growth arrest, and impaired mitosis. Mice heterozygous for a null mutation display increased tumor incidence and increased incidence of aneuploidy.
Polo样激酶1(PLK1)是一种进化上保守的丝氨酸/苏氨酸激酶,在细胞周期调控中发挥着关键作用。它主要在细胞周期的G2/S和M期表达,介导特定底物的磷酸化,控制细胞进入有丝分裂、中心体成熟、纺锤体组装、姐妹染色单体粘附和细胞分裂。除了在细胞周期中的核心功能外,PLK1还参与了DNA损伤反应、自噬、凋亡和细胞因子信号传导等过程。在癌症中,PLK1通过调控多个关键转录因子,促进细胞增殖、转化和上皮-间质转化,其表达异常与染色体不稳定性和非整倍性有关。因此,PLK1成为癌症治疗的重要靶点,尤其是在乳腺癌、肾癌和肺癌等多种癌症中,其过表达与不良预后相关[1]。

一项基于TCGA数据库的生物信息学分析揭示了CCNB1和PLK1基因在乳腺癌中的潜在作用。该研究通过差异表达基因(DEG)筛选,发现CCNB1和PLK1基因在乳腺癌中表达上调,且与患者低生存率密切相关,表明它们可能作为乳腺癌的预后标记物和潜在的治疗靶点[2]。

另一项研究探讨了PLK1基因在肾癌中的作用。该研究通过基因卡数据库和Harmonizome数据库获得了与肾癌相关的细胞粘附基因,并通过共识聚类和功能分析构建了肾癌的预后模型。研究发现,PLK1基因是肾癌的独立预后因素,其表达与肾癌的生存率显著相关。进一步的功能验证表明,PLK1基因沉默可以抑制肾癌细胞增殖、集落形成和迁移,表明PLK1在肾癌的发生发展中发挥着重要作用[3]。

为了抑制PLK1基因的表达,研究人员开发了基于CRISPR-Cas9基因编辑技术的系统。该系统通过构建编码sgRNA、Cas9和绿色荧光蛋白的质粒,并将其与胆固醇修饰的蚕丝蛋白和脂质体复合,成功实现了对肺癌细胞中PLK1基因的敲除。研究发现,该复合物在肺癌细胞中的转染效率显著高于脂质体复合物,并且可以显著降低PLK1基因的表达,抑制肺癌细胞的增殖并增加凋亡率。此外,该复合物对正常细胞的毒性较低,为肺癌的治疗提供了新的策略[4]。

在肝细胞癌(HCC)中,TERT基因启动子突变是常见的遗传变异,与患者的不良预后相关。研究发现,PLK1抑制剂对TERT启动子突变阳性的HCC细胞具有显著的生长抑制作用,而对野生型细胞的影响较小。进一步的研究表明,PLK1抑制剂通过下调Smad3蛋白的表达,调节TERT基因,从而诱导HCC细胞凋亡和G2/M期阻滞。此外,联合抑制PLK1和Smad3蛋白在TERT突变细胞中表现出协同的抗肿瘤作用,为治疗TERT启动子突变阳性的HCC患者提供了新的治疗策略[5]。

PLK1还与副流感病毒5(PIV5)的基因表达调控有关。研究发现,PLK1与PIV5的磷蛋白(P)相互作用,并直接磷酸化P蛋白,导致病毒基因表达下调。此外,PLK1抑制剂的干预可以增加病毒基因的表达,而PLK1过表达则抑制病毒基因表达。这些结果表明,PLK1通过磷酸化PIV5的P蛋白下调病毒基因表达,为清除副流感病毒感染提供了新的策略[6]。

在未分化甲状腺癌中,PLK1基因的表达与肿瘤的侵袭性密切相关。研究发现,PLK1基因在未分化甲状腺癌组织中表达上调,并与临床分期、淋巴结转移和预后相关。进一步的功能验证表明,PLK1基因沉默可以抑制甲状腺癌细胞侵袭,这可能是通过下调CD44v6、MMP-2和MMP-9蛋白的表达实现的[7]。

PLK1基因在膀胱癌的诊断中也具有重要价值。一项研究发现,PLK1基因在非肌肉浸润性膀胱癌(NMIBC)患者尿液中表达上调,且具有较高的诊断和监测敏感性和特异性。这表明PLK1基因可以作为膀胱癌诊断和监测的潜在生物标志物[8]。

PLK3是另一种Polo样激酶家族成员,其功能与PLK1密切相关。研究发现,PLK3在细胞周期调控、DNA损伤修复和细胞凋亡等过程中发挥着重要作用。然而,与PLK1相比,PLK3的功能研究相对较少,仍需进一步探索[9]。

最后,一项研究利用CRISPR基因编辑技术,通过全基因组筛选策略,发现了一些基因,其失活可以增强细胞对部分PLK1抑制剂的敏感性。这些基因编码的蛋白质与PLK1在多种细胞分裂过程中具有功能联系,特别是与着丝粒和动粒功能相关的因子。该研究揭示了PLK1在维持着丝粒/动粒复合物完整性和功能中的重要作用,为PLK1抑制剂与其他药物联合治疗癌症提供了新的思路[10]。

综上所述,PLK1作为一种重要的丝氨酸/苏氨酸激酶,在细胞周期调控、DNA损伤修复、细胞凋亡和病毒感染等过程中发挥着关键作用。PLK1的异常表达与多种癌症的发生发展密切相关,使其成为癌症治疗的重要靶点。同时,PLK1与其他Polo样激酶家族成员的功能研究也取得了进展,为深入理解细胞周期调控机制和开发新的治疗策略提供了重要线索。

参考文献:
1. Iliaki, Styliani, Beyaert, Rudi, Afonina, Inna S. 2021. Polo-like kinase 1 (PLK1) signaling in cancer and beyond. In Biochemical pharmacology, 193, 114747. doi:10.1016/j.bcp.2021.114747. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34454931/
2. Fang, Leiming, Liu, Qi, Cui, Hongtu, Zheng, Yunji, Wu, Chengjun. 2022. Bioinformatics Analysis Highlight Differentially Expressed CCNB1 and PLK1 Genes as Potential Anti-Breast Cancer Drug Targets and Prognostic Markers. In Genes, 13, . doi:10.3390/genes13040654. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35456460/
3. Gan, Li, Xiao, Qiyu, Zhou, Yusong, Fu, Ying, Tang, Mengjie. 2023. Role of anoikis-related gene PLK1 in kidney renal papillary cell carcinoma: a bioinformatics analysis and preliminary verification on promoting proliferation and migration. In Frontiers in pharmacology, 14, 1211675. doi:10.3389/fphar.2023.1211675. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37456749/
4. Pan, Peng, Liu, Xueping, Fang, Mengqi, Li, Mingzhong, Liu, Yu. 2023. Silk Fibroin-Modified Liposome/Gene Editing System Knocks out the PLK1 Gene to Suppress the Growth of Lung Cancer Cells. In Pharmaceutics, 15, . doi:10.3390/pharmaceutics15122756. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38140096/
5. Tang, Qin, Hu, Guanghui, Sang, Ye, Liu, Rengyun, Peng, Zhenwei. . Therapeutic targeting of PLK1 in TERT promoter-mutant hepatocellular carcinoma. In Clinical and translational medicine, 14, e1703. doi:10.1002/ctm2.1703. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38769666/
6. Sun, Dengyun, Luthra, Priya, Li, Zhuo, He, Biao. 2009. PLK1 down-regulates parainfluenza virus 5 gene expression. In PLoS pathogens, 5, e1000525. doi:10.1371/journal.ppat.1000525. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19629176/
7. Zhang, Xing-Guang, Lu, Xiao-Feng, Jiao, Xiu-Ming, Chen, Bin, Wu, Jin-Xiao. 2012. PLK1 gene suppresses cell invasion of undifferentiated thyroid carcinoma through the inhibition of CD44v6, MMP-2 and MMP-9. In Experimental and therapeutic medicine, 4, 1005-1009. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23226764/
8. Valizadeh, Sahar, Taghiyar, Sana, Vahidi, Serajedin, Akhavan Tafti, Mahmood, Zavar Reza, Javad. 2024. Application of PLK1 and HOXA13 Gene Expression Levels in Urine in the Diagnosis of Non-muscle Invasive Bladder Cancer. In Biochemical genetics, , . doi:10.1007/s10528-024-10735-3. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38713442/
9. Zimmerman, Wendy C, Erikson, Raymond L. 2007. Finding Plk3. In Cell cycle (Georgetown, Tex.), 6, 1314-8. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17568195/
10. Normandin, Karine, Coulombe-Huntington, Jasmin, St-Denis, Corinne, Tyers, Mike, Archambault, Vincent. 2023. Genetic enhancers of partial PLK1 inhibition reveal hypersensitivity to kinetochore perturbations. In PLoS genetics, 19, e1010903. doi:10.1371/journal.pgen.1010903. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37639469/