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Cps1-KO 基因敲除小鼠
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基本信息
基因研究概述
质控标准
基因
基因全称
carbamoyl-phosphate synthetase 1
基因别称
4732433M03Rik，CPS，D1Ucla3
染色体号
Chr 1 (Mouse)
NCBI ID
转录本 ID
NCBI: NM_001080809 | Ensembl: ENSMUST00000027144
修饰方式
全身性基因敲除
靶向范围
Exon 2
敲除长度
~0.9 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:891996Homozygous mutation of this gene results in death by 36 hours after birth and hyperammonemia.
基因Cps1，也称为carbamoyl phosphate synthetase 1，是一种重要的代谢酶，参与尿素循环和嘧啶代谢。Cps1在细胞中起着至关重要的作用，它催化氨和碳酸氢盐转化为氨基甲酸磷酸，这是尿素循环的第一步。Cps1的表达和活性受到多种因素的调控，包括LKB1、p53等肿瘤抑制因子，以及AMPK等代谢调控因子。
在非小细胞肺癌（NSCLC）中，Cps1的表达与LKB1的表达呈负相关。在同时存在KRAS突变和LKB1缺失的NSCLC细胞中，Cps1的表达上调，促进了细胞的增殖和肿瘤的生长。沉默Cps1的表达可以导致细胞死亡和肿瘤生长的抑制，这是由于嘧啶的缺乏而不是氨的毒性。Cps1的缺失降低了嘧啶与嘌呤的比例，影响了S期的进展，并导致了DNA聚合酶的停滞和DNA损伤。外源性嘧啶可以逆转DNA损伤并挽救细胞的生长[1]。
肝细胞癌（HCC）是一种常见的恶性肿瘤，其发生和发展与代谢重编程密切相关。在HCC中，Cps1的表达上调，参与了肿瘤细胞的代谢重编程，促进了肿瘤的生长和转移。此外，Cps1的表达与HCC患者的预后相关，高表达Cps1的患者预后较差[2]。
低密度脂蛋白-胆固醇（HDL-C）水平低与动脉粥样硬化性冠心病的风险增加相关。在HDL-C水平低的个体中，Cps1基因的变异频率较高。Cps1基因的变异可能导致HDL-C水平的降低，从而增加冠心病的风险[3]。
药物性肝损伤（DILI）是一种严重的全球健康问题，乙酰氨基酚（APAP）过量是其常见原因之一。在APAP-DILI中，Cps1的表达和活性受到抑制，导致氨的清除功能受损，进而引发肝损伤。抑制Cps1的降解可以减轻APAP-DILI的症状[4]。
肿瘤抑制因子p53通过抑制尿素循环来调控氨的代谢。p53通过转录下调Cps1、OTC和ARG1的表达来抑制尿素生成，从而减少氨的产生。氨的积累可以抑制多胺的生物合成，进而抑制细胞的增殖和肿瘤的生长[5]。
Cps1基因的突变可能导致Cps1缺乏症，这是一种罕见的常染色体隐性遗传病。Cps1缺乏症的临床表现包括高氨血症、神经系统功能障碍等。Cps1基因的突变类型多样，包括错义突变、无义突变、剪接突变等[6]。
NAGS、CPS1和SLC25A13（Citrin）是尿素循环和嘧啶代谢的关键酶和转运蛋白。在肿瘤细胞中，NAGS、CPS1和Citrin的表达上调，参与了肿瘤细胞的代谢重编程，促进了肿瘤的生长和转移。NAGS、CPS1和Citrin的表达与肿瘤的类型和预后相关[7]。
Cps1基因的突变与妊娠丢失的关系尚不明确。在一些病例中，Cps1基因的突变导致了高氨血症和妊娠丢失。然而，Cps1基因的突变并不是妊娠丢失的主要原因[8]。
Cps1在肺腺癌（LADC）中的表达上调，与患者的预后相关。高表达Cps1的患者预后较差。Cps1的表达和甲基化水平与LADC的临床特征相关[9]。
Cps1+是裂殖酵母中的一个基因，其突变导致细胞对环孢素A和斑状菌素B的敏感性增加。Cps1+编码一个预测的膜蛋白，可能与细胞壁合成有关[10]。
综上所述，Cps1是一种重要的代谢酶，参与尿素循环和嘧啶代谢。Cps1在肿瘤的发生和发展中发挥重要作用，其表达和活性受到多种因素的调控。Cps1的研究有助于深入理解肿瘤代谢的机制，为肿瘤的诊断和治疗提供新的思路和策略。
参考文献：
1. Kim, Jiyeon, Hu, Zeping, Cai, Ling, Minna, John D, DeBerardinis, Ralph J. 2017. CPS1 maintains pyrimidine pools and DNA synthesis in KRAS/LKB1-mutant lung cancer cells. In Nature, 546, 168-172. doi:10.1038/nature22359. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28538732/
2. . . Comprehensive and Integrative Genomic Characterization of Hepatocellular Carcinoma. In Cell, 169, 1327-1341.e23. doi:10.1016/j.cell.2017.05.046. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28622513/
3. Dong, Weilai, Wong, Karen H Y, Liu, Youbin, Lifton, Richard P, Pullinger, Clive R. 2022. Whole-exome sequencing reveals damaging gene variants associated with hypoalphalipoproteinemia. In Journal of lipid research, 63, 100209. doi:10.1016/j.jlr.2022.100209. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35460704/
4. Ouyang, Shen-Xi, Zhu, Jia-Hui, Cao, Qi, Li, Dong-Jie, Wang, Pei. 2024. Gasdermin-E-Dependent Non-Canonical Pyroptosis Promotes Drug-Induced Liver Failure by Promoting CPS1 deISGylation and Degradation. In Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany), 11, e2305715. doi:10.1002/advs.202305715. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38417117/
5. Li, Le, Mao, Youxiang, Zhao, Lina, Yu, Li, Jiang, Peng. 2019. p53 regulation of ammonia metabolism through urea cycle controls polyamine biosynthesis. In Nature, 567, 253-256. doi:10.1038/s41586-019-0996-7. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30842655/
6. Häberle, Johannes, Shchelochkov, Oleg A, Wang, Jing, Wong, Lee-Jun, Summar, Marshall. 2011. Molecular defects in human carbamoy phosphate synthetase I: mutational spectrum, diagnostic and protein structure considerations. In Human mutation, 32, 579-89. doi:10.1002/humu.21406. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21120950/
7. Owusu-Ansah, Melissa, Guptan, Nikita, Alindogan, Dylon, Morizono, Michio, Caldovic, Ljubica. 2023. NAGS, CPS1, and SLC25A13 (Citrin) at the Crossroads of Arginine and Pyrimidines Metabolism in Tumor Cells. In International journal of molecular sciences, 24, . doi:10.3390/ijms24076754. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37047726/
8. Talebi, Mehrdad, Yahya Vahidi Mehrjardi, Mohammad, Kalhor, Kambiz, Dehghani, Mohammadreza. 2018. Is there any relationship between mutation in CPS1 Gene and pregnancy loss? In International journal of reproductive biomedicine, 17, 371-4. doi:10.18502/ijrm.v17i5.4604. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31435610/
9. Wu, Geting, Zhao, Zijin, Yan, Yuanliang, Zhou, Jianhua, Xu, Zhijie. . CPS1 expression and its prognostic significance in lung adenocarcinoma. In Annals of translational medicine, 8, 341. doi:10.21037/atm.2020.02.146. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32355785/
10. Ishiguro, J, Saitou, A, Durán, A, Ribas, J C. . cps1+, a Schizosaccharomyces pombe gene homolog of Saccharomyces cerevisiae FKS genes whose mutation confers hypersensitivity to cyclosporin A and papulacandin B. In Journal of bacteriology, 179, 7653-62. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/9401022/
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