Kctd19-KO 基因敲除小鼠

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产品名称

Kctd19-KO 基因敲除小鼠

产品编号

S-KO-08970

品系全称

C57BL/6NCya-Kctd19em1/Cya

品系背景

C57BL/6NCya

品系编号

KOCMP-279499-Kctd19-B6N-VA

品系状态

使用本品系发表的文献需注明: Kctd19-KO 基因敲除小鼠 mice (Strain S-KO-08970) 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
potassium channel tetramerisation domain containing 19
基因别称
4922504H04Rik
染色体号
Chr 8 (Mouse)
转录本 ID
NCBI: NM_177791 | Ensembl: ENSMUST00000063071
修饰方式
全身性基因敲除
靶向范围
Exon 3~13
敲除长度
~9.7 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:3045294Homozygous null males are infertile, with delayed progression from early to mid/late pachynema and no mature spermatozoa in the cauda epididymis.
Kctd19,即钾通道四聚体化结构域包含19,是一种在哺乳动物中广泛表达的基因。它编码的蛋白质属于钾通道四聚体化结构域家族,该家族成员通常与钾通道的组装和功能调节有关。然而,Kctd19的功能并不仅限于钾通道的调节,它在许多生物学过程中发挥着重要作用,尤其是在生殖过程中。

Kctd19在雄性生殖中起着关键作用。在男性中,Kctd19的缺失会导致精子生成障碍,最终导致男性不育。具体来说,Kctd19的缺失会导致减数分裂过程中染色体结构的异常,如染色体末端分离、染色体轴成分和重组蛋白的定位异常以及组蛋白修饰的广泛改变。这些异常会导致精子细胞的凋亡,从而影响精子的生成和成熟。此外,Kctd19的缺失还会导致精子头部的形态异常,包括核不成熟和核非整倍体,这些异常会导致精子功能受损,影响生育能力[1]。

Kctd19的缺失不仅会影响精子生成,还会影响精子成熟过程中的基因表达和染色质组织。ZFP541和KCTD19形成了一个转录调节复合物,该复合物在减数分裂过程中激活了许多基因的表达,这些基因与转录调控和共价染色质修饰的生物过程相关。此外,ZFP541/KCTD19复合物还直接调节染色质组织,确保减数分裂过程中染色体结构和生化水平的多个事件协调进行[2]。

Kctd19与锌指蛋白541(ZFP541)相互作用,共同调节减数分裂的进行。KCTD19与ZFP541和组蛋白脱乙酰酶1(HDAC1)相关联,而ZFP541的缺失会导致XY染色体非联会和晚期粗线期DNA损伤,最终导致精子细胞凋亡。这表明KCTD19和ZFP541在减数分裂中发挥着独立而又相互依赖的作用[3]。

在雄性小鼠的精子发生过程中,ZFP541和KCTD19的表达模式不同。ZFP541从细线期到圆形精子细胞阶段表达,而KCTD19在粗线期开始表达。ZFP541和KCTD19的缺失会导致精子发生障碍,包括减数分裂早期到中期/晚期粗线期的延迟、异常的DNA双链断裂修复、交叉形成和解决受损以及XY染色体的非联会。此外,ZFP541与KCTD19、组蛋白脱乙酰酶1/2(HDAC1/2)和脱氧核糖核苷酸转移酶末端相互作用蛋白1(DNTTIP1)相互作用。ZFP541还与参与减数分裂和后减数分裂的基因结合并激活其表达,而KCTD19则促进ZFP541的转录激活活性[4]。

Kctd19的缺失还会导致非阻塞性无精子症(NOA)。NOA是一种常见的男性不育原因,其特征是精子生成障碍而输精管未阻塞。KCTD19的缺失会导致精子细胞成熟障碍和严重的精子生成减少,这表明KCTD19在精子发生过程中发挥着重要作用[5]。

Kctd19的研究还揭示了其在哺乳动物减数分裂中的重要性。通过筛选进化上保守和生殖道富集的基因,研究人员发现Kctd19是减数分裂的必需因子。在粗线期,Kctd19的缺失不影响联会或DNA损伤反应,而且在粗线期精母细胞的第一次中期也有交叉结构。然而,精母细胞在第一次中后期过渡过程中发生凋亡。这些结果表明KCTD19在减数分裂中发挥着关键作用,其缺失会导致精子细胞凋亡,从而影响精子生成[6]。

Kctd19的研究还揭示了其在免疫系统和肿瘤发生中的潜在作用。在大脑视觉障碍(CVI)患者中,KCTD19的变异与CVI相关。CVI是一种导致儿童视力低下的主要疾病,其特征是大脑中视觉输入的投射和/或解释受损。在25名CVI和智力障碍患者的DNA中,研究人员发现KCTD19的变异与CVI相关,这表明KCTD19可能在视觉系统发育和功能中发挥作用[7]。

Kctd19的研究还揭示了其在免疫系统和肿瘤发生中的潜在作用。在胸腺瘤患者中,KCTD19的表达与免疫微环境和肿瘤突变负荷相关。胸腺瘤是一种起源于胸腺上皮细胞的肿瘤,其发病机制尚不清楚。研究人员发现KCTD19的表达与胸腺瘤的免疫微环境和肿瘤突变负荷相关,这表明KCTD19可能在胸腺瘤的发生和发展中发挥作用[8]。

综上所述,Kctd19是一种在哺乳动物中广泛表达的基因,其编码的蛋白质在多种生物学过程中发挥着重要作用,尤其是在生殖过程中。Kctd19的缺失会导致精子生成障碍,影响精子成熟过程中的基因表达和染色质组织,从而导致男性不育。此外,Kctd19的研究还揭示了其在免疫系统和肿瘤发生中的潜在作用。Kctd19的研究有助于深入理解生殖和免疫系统中的分子机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。

参考文献:
1. Wang, Weili, Su, Lilan, Meng, Lanlan, Tu, Chaofeng, Tan, Yue-Qiu. . Biallelic variants in KCTD19 associated with male factor infertility and oligoasthenoteratozoospermia. In Human reproduction (Oxford, England), 38, 1399-1411. doi:10.1093/humrep/dead095. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37192818/
2. Zhou, Xu, Fang, Kailun, Liu, Yanlei, Chen, Charlie Degui, Wang, Shunxin. 2023. ZFP541 and KCTD19 regulate chromatin organization and transcription programs for male meiotic progression. In Cell proliferation, 57, e13567. doi:10.1111/cpr.13567. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37921559/
3. Oura, Seiya, Koyano, Takayuki, Kodera, Chisato, Ishiguro, Kei-Ichiro, Ikawa, Masahito. 2021. KCTD19 and its associated protein ZFP541 are independently essential for meiosis in male mice. In PLoS genetics, 17, e1009412. doi:10.1371/journal.pgen.1009412. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33961623/
4. Li, Yushan, Meng, Ranran, Li, Shanze, Xu, Dan, Wang, Fengchao. 2022. The ZFP541-KCTD19 complex is essential for pachytene progression by activating meiotic genes during mouse spermatogenesis. In Journal of genetics and genomics = Yi chuan xue bao, 49, 1029-1041. doi:10.1016/j.jgg.2022.03.005. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35341968/
5. Muranishi, Yuki, Katoh-Fukui, Yuko, Hattori, Atsushi, Shinohara, Nobuo, Fukami, Maki. 2024. Compound heterozygous KCTD19 variants in a man with isolated nonobstructive azoospermia. In Reproductive medicine and biology, 23, e12608. doi:10.1002/rmb2.12608. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39318590/
6. Fang, Kailun, Li, Qidan, Wei, Yu, Liu, Siqi, Chen, Charlie Degui. 2021. Prediction and Validation of Mouse Meiosis-Essential Genes Based on Spermatogenesis Proteome Dynamics. In Molecular & cellular proteomics : MCP, 20, 100014. doi:10.1074/mcp.RA120.002081. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33257503/
7. Bosch, Daniëlle G M, Boonstra, F Nienke, de Leeuw, Nicole, Cremers, Frans P M, de Vries, Bert B A. 2015. Novel genetic causes for cerebral visual impairment. In European journal of human genetics : EJHG, 24, 660-5. doi:10.1038/ejhg.2015.186. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26350515/
8. Yang, Ying, Xie, Liqing, Li, Chen, Ye, Xiuzhi, Han, Jianbang. 2022. Prognostic Model of Eleven Genes Based on the Immune Microenvironment in Patients With Thymoma. In Frontiers in genetics, 13, 668696. doi:10.3389/fgene.2022.668696. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35222524/