Bsx-KO 基因敲除小鼠

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产品名称

Bsx-KO 基因敲除小鼠

产品编号

S-KO-07552

品系全称

C57BL/6JCya-Bsxem1/Cya

品系背景

C57BL/6JCya

品系编号

KOCMP-244813-Bsx-B6J-VA

品系状态

使用本品系发表的文献需注明: Bsx-KO 基因敲除小鼠 mice (Strain S-KO-07552) 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
brain specific homeobox
基因别称
Bsx1a,Bsx1b
染色体号
Chr 9 (Mouse)
转录本 ID
NCBI: NM_178245 | Ensembl: ENSMUST00000067375
修饰方式
全身性基因敲除
靶向范围
Exon 1~3
敲除长度
~3.7 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:2669849Mice homozygous for mutations in Bsx display increased fat mass, decreased food intake after fasting, decreased body temperature, and reduced locomotor activity, but body weight and glucose homoeostasis are similar to wild-type.
Bsx,也称为Brain-specific homeobox基因,是一种在脊椎动物中高度保守的转录因子,它在神经系统的发育和功能中发挥着重要作用。Bsx基因编码一个包含同源结构域的蛋白质,该蛋白质能够与特定的DNA序列结合,从而调控基因的表达。Bsx基因的表达主要局限于神经系统,尤其是在松果体、下丘脑和大脑的一些特定区域。

Bsx基因在松果体发育过程中起着关键作用。在斑马鱼胚胎发育过程中,Bsx基因在所有松果体复合细胞类型中表达,包括神经内分泌细胞和光感受细胞。Bmp和Noto/Flh是Bsx基因在松果体中的主要调控因子。当Bsx基因发生突变导致其功能丧失时,胚胎将无法形成副松果体器官,并且右侧的缰核会呈现右旋异构化现象。此外,Bsx突变体中的松果体细胞不会表达参与褪黑素生物合成途径的关键酶,表明Bsx在褪黑素的合成中起着重要作用。Bsx基因还参与调节多个与视杆或视锥光转换相关的基因的表达,这表明Bsx在斑马鱼松果体复合体中多种细胞类型的分化中发挥着关键作用[1]。

在成年大鼠的松果体中,Bsx基因的表达呈现昼夜节律性,峰值出现在夜间。Bsx基因的表达受交感神经输入的调控,并通过环磷酸腺苷作为第二信使。在松果体细胞中,通过siRNA介导的Bsx基因敲低实验表明,Bsx是其他松果体同源基因的负调控因子,包括paired box 4(Pax4)。RNA测序分析进一步表明,Bsx的下游靶基因主要参与发育过程。因此,Bsx基因的节律性表达似乎在成年松果体中调控其他发育调节因子[2]。

Bsx基因对于哺乳动物后天的生长和哺乳至关重要。在Bsx基因突变小鼠中,其生长受到阻碍,且母鼠在哺乳期表现出缺陷,导致后代存活率低。这些结果表明,Bsx基因对于后天的生长和哺乳期乳腺的维持至关重要[3]。

在斑马鱼中,Bsx基因对于松果体的身份特异性至关重要。Bsx基因的敲低会损害松果体的发育,并减少松果体特异性基因exorh的表达。此外,Bsx基因敲低还会导致视网膜特异性基因rho在松果体中的异常表达。Bsx基因能够与Otx5结合,并通过结合到不同的PIRE亚型上激活exorh启动子。这些结果表明,松果体光感受神经元的身份特异性是由Bsx和Otx5的组合编码所决定的,其中Bsx在组织水平上赋予松果体特异性,而Otx5在细胞水平上决定光感受器的特异性[4]。

在哺乳动物中,Bsx基因在下丘脑中表达,并参与调控能量平衡和摄食行为。Bsx基因缺失会导致小鼠的自主活动减少,以及下丘脑神经肽Y(Npy)和agouti基因相关蛋白(Agrp)的表达降低,这两个基因是调节摄食行为和体重的重要因子。此外,Bsx基因缺失的小鼠在禁食后表现出对Npy/Agrp表达的降低,缺乏觅食行为,以及反弹性过度摄食的减少。Bsx基因的破坏还可以通过减少ob/ob小鼠的过度摄食来挽救其肥胖表型,而不会增加其自主活动。因此,Bsx基因是调节能量平衡的NPY/AgRP神经元功能和自主活动的重要因子[5]。

Bsx基因在下丘脑中对于多种神经调节细胞群体的分化至关重要。在斑马鱼中,Bsx基因的表达主要依赖于Nkx2.1和Nkx2.4同源结构域转录因子,而一部分依赖于Otp。Bsx基因突变会导致许多神经肽编码基因的表达异常,包括agrp、penka、vip、trh、npb和nts,这些基因在下丘脑的不同解剖区域表达。此外,Bsx基因对于下丘脑和端脑隔区的两个CRH家族成员crhb和uts1的表达至关重要。Bsx基因还在下丘脑中的5-羟色胺能、组胺能和一氧化氮能神经元的发育中发挥着关键作用。因此,Bsx基因对于下丘脑中多种神经调节细胞类型的终末分化至关重要[6]。

Bsx基因的表达受到能量可用性的调控。在饥饿和ghrelin处理的大鼠中,Bsx基因在下丘脑弓状核中的表达增加,而在leptin处理的大鼠中,Bsx基因的表达则降低。肥胖的leptin缺陷小鼠表现出Bsx基因的高表达,这表明Bsx基因的表达依赖于leptin信号,而不是脂肪堆积本身。此外,高脂肪饮食会触发Bsx基因的表达,这表明由于高脂肪饮食导致的leptin信号减弱可能导致leptin抵抗。因此,Bsx基因的表达受到能量平衡信号的调控,包括来自leptin和ghrelin的输入信号[7]。

综上所述,Bsx基因在神经系统的发育和功能中发挥着重要作用。Bsx基因在松果体发育、能量平衡、摄食行为和神经调节细胞群体的分化中起着关键作用。Bsx基因的表达受到能量可用性的调控。深入研究Bsx基因的功能和调控机制,有助于我们更好地理解神经系统的发育和功能,以及能量平衡和摄食行为的调控机制。

参考文献:
1. Schredelseker, Theresa, Driever, Wolfgang. 2018. Bsx controls pineal complex development. In Development (Cambridge, England), 145, . doi:10.1242/dev.163477. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29945867/
2. Carstensen, Mikkel B, Hertz, Henrik, Bering, Tenna, Coon, Steven L, Rath, Martin F. 2019. Circadian regulation and molecular role of the Bsx homeobox gene in the adult pineal gland. In Journal of pineal research, 68, e12629. doi:10.1111/jpi.12629. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31808568/
3. McArthur, Tara, Ohtoshi, Akihira. 2007. A brain-specific homeobox gene, Bsx, is essential for proper postnatal growth and nursing. In Molecular and cellular biology, 27, 5120-7. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17485440/
4. Mano, Hiroaki, Asaoka, Yoichi, Kojima, Daisuke, Fukada, Yoshitaka. 2019. Brain-specific homeobox Bsx specifies identity of pineal gland between serially homologous photoreceptive organs in zebrafish. In Communications biology, 2, 364. doi:10.1038/s42003-019-0613-1. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31602413/
5. Sakkou, Maria, Wiedmer, Petra, Anlag, Katrin, Tschöp, Matthias H, Treier, Mathias. . A role for brain-specific homeobox factor Bsx in the control of hyperphagia and locomotory behavior. In Cell metabolism, 5, 450-63. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17550780/
6. Schredelseker, Theresa, Veit, Florian, Dorsky, Richard I, Driever, Wolfgang. 2020. Bsx Is Essential for Differentiation of Multiple Neuromodulatory Cell Populations in the Secondary Prosencephalon. In Frontiers in neuroscience, 14, 525. doi:10.3389/fnins.2020.00525. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32581684/
7. Nogueiras, Ruben, López, Miguel, Lage, Ricardo, Diéguez, Carlos, Tschöp, Matthias H. 2008. Bsx, a novel hypothalamic factor linking feeding with locomotor activity, is regulated by energy availability. In Endocrinology, 149, 3009-15. doi:10.1210/en.2007-1684. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18308842/