Shank3-KO 基因敲除小鼠

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产品名称

Shank3-KO 基因敲除小鼠

产品编号

S-KO-11106

品系全称

C57BL/6JCya-Shank3em1/Cya

品系背景

C57BL/6JCya

品系编号

KOCMP-58234-Shank3-B6J-VA

品系状态

使用本品系发表的文献需注明: Shank3-KO 基因敲除小鼠 mice (Strain S-KO-11106) 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
SH3 and multiple ankyrin repeat domains 3
基因别称
Spank-2,proSAP2
染色体号
Chr 15 (Mouse)
转录本 ID
NCBI: NM_021423 | Ensembl: ENSMUST00000109309
修饰方式
全身性基因敲除
靶向范围
Exon 4~9
敲除长度
~2.3 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:1930016Mice carrying various deletions of exons encoding the ankyrin repeats (exons 4-9) exhibit a range of synaptic and autism-related impairments. Homozygotes lacking exon 9 show altered excitation/inhibition balance, increased rearing, and mildly impaired spatial memory. Knockout also affects behavior in response to physical and virtual novel objects.
Shank3基因编码的蛋白质是一种突触脚手架蛋白,主要富集于兴奋性突触的突触后密度区域,在突触的形成、成熟和维持中发挥着重要作用。研究发现,Shank3基因的杂合子不足会导致22q13.3缺失综合征,也称为Phelan-McDermid综合征,这是一种以严重的语言和言语发育迟缓、肌张力低下、全身发育迟缓和自闭行为为特征的发育障碍[1]。此外,Shank3基因的突变也被发现与自闭症谱系障碍(ASD)的发生密切相关,被认为是ASD的候选基因之一[1,3]。

研究表明,Shank3基因的表观遗传调控在ASD的发生发展中起着重要作用。Shank3基因包含五个CpG岛,其组织特异性表达受到DNA甲基化的表观遗传调控。在发育中的小鼠脑中,多种Shank3变异体的表达受到内基因启动子DNA甲基化的调控。此外,研究人员还发现了新的Shank3转录本,这些转录本的转录起始位置靠近Shank3基因中的第二个CpG岛[1]。Shank3突变小鼠表现出类似自闭症的行为,包括社交互动受损和重复行为[1,2]。

进一步的研究表明,Shank3基因突变小鼠的纹状体突触和皮质-纹状体回路存在缺陷,这些缺陷与自闭症样行为的发生密切相关[2]。此外,Shank3基因突变小鼠的前扣带回皮层(ACC)中的兴奋性突触也存在结构和功能的障碍,这些障碍与社交互动缺陷有关[6]。这些发现表明,Shank3基因在神经连接的正常发育中起着关键作用,并且Shank3基因的突变与自闭症样行为的发生存在因果关系。

除了在小鼠模型中的研究,研究人员还使用斑马鱼模型来研究Shank3基因突变对社交行为的影响。研究发现,Shank3基因突变会导致斑马鱼在社交传染方面存在缺陷,这可能是由于注意力的缺陷导致了对他人情感状态的识别困难[4]。

此外,Shank3基因突变还被发现与精神分裂症的发生有关。研究发现,与ASD相关的Shank3基因突变与精神分裂症相关的Shank3基因突变在小鼠模型中表现出不同的突触和行为表型[7]。

最近的研究还发现,Shank3基因在大脑缺血再灌注(I/R)损伤中发挥着保护作用。研究发现,Shank3基因在I/R损伤后在大鼠海马神经元中的表达呈现时间依赖性变化,神经元特异性敲除Shank3基因会导致神经元损伤加重。Shank3基因通过与STIM1蛋白直接结合并促进其泛素化降解,从而抑制了I/R损伤后的氧化应激和炎症反应[5]。

除了在神经发育和神经疾病中的作用,Shank3基因还被发现与动脉粥样硬化的发生发展有关。研究发现,Shank3基因的缺失会导致胆固醇稳态和脂肪酸代谢相关基因的表达上调,而与炎症反应相关的基因的表达下调。此外,自闭症患者发生心血管疾病的风险也显著高于正常人群[8]。

综上所述,Shank3基因在神经发育、神经疾病和心血管疾病的发生发展中发挥着重要作用。Shank3基因的突变与自闭症谱系障碍、精神分裂症和动脉粥样硬化等疾病的发生密切相关。Shank3基因的表观遗传调控和神经连接的异常可能是导致这些疾病发生的重要原因。未来的研究可以进一步探索Shank3基因的分子机制和功能,为相关疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。

参考文献:
1. Uchino, Shigeo, Waga, Chikako. 2012. SHANK3 as an autism spectrum disorder-associated gene. In Brain & development, 35, 106-10. doi:10.1016/j.braindev.2012.05.013. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22749736/
2. Peça, João, Feliciano, Cátia, Ting, Jonathan T, Fu, Zhanyan, Feng, Guoping. 2011. Shank3 mutant mice display autistic-like behaviours and striatal dysfunction. In Nature, 472, 437-42. doi:10.1038/nature09965. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21423165/
3. Mashayekhi, Farhad, Mizban, Nahid, Bidabadi, Elham, Salehi, Zivar. 2016. The association of SHANK3 gene polymorphism and autism. In Minerva pediatrics, 73, 251-255. doi:10.23736/S2724-5276.16.04539-4. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27271042/
4. Kareklas, Kyriacos, Teles, Magda C, Dreosti, Elena, Oliveira, Rui F. 2023. Autism-associated gene shank3 is necessary for social contagion in zebrafish. In Molecular autism, 14, 23. doi:10.1186/s13229-023-00555-4. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37391856/
5. Zhang, Hongchen, Feng, Yuan, Si, Yanfang, Zhang, Lei, Li, Xia. 2023. Shank3 ameliorates neuronal injury after cerebral ischemia/reperfusion via inhibiting oxidative stress and inflammation. In Redox biology, 69, 102983. doi:10.1016/j.redox.2023.102983. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38064762/
6. Guo, Baolin, Chen, Jing, Chen, Qian, Wang, Wenting, Wu, Shengxi. 2019. Anterior cingulate cortex dysfunction underlies social deficits in Shank3 mutant mice. In Nature neuroscience, 22, 1223-1234. doi:10.1038/s41593-019-0445-9. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31332372/
7. Zhou, Yang, Kaiser, Tobias, Monteiro, Patrícia, Fu, Zhanyan, Feng, Guoping. 2015. Mice with Shank3 Mutations Associated with ASD and Schizophrenia Display Both Shared and Distinct Defects. In Neuron, 89, 147-62. doi:10.1016/j.neuron.2015.11.023. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26687841/
8. Chang, Hsiu-Wen, Hsu, Ming-Jen, Chien, Li-Nien, Lin, Yuan-Feng, Hu, Chaur-Jong. 2023. Role of the Autism Risk Gene Shank3 in the Development of Atherosclerosis: Insights from Big Data and Mechanistic Analyses. In Cells, 12, . doi:10.3390/cells12212546. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37947623/