Ppa1-KO 基因敲除小鼠

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产品名称

Ppa1-KO 基因敲除小鼠

产品编号

S-KO-12508

品系全称

C57BL/6JCya-Ppa1em1/Cya

品系背景

C57BL/6JCya

品系编号

KOCMP-67895-Ppa1-B6J-VA

品系状态

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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
pyrophosphatase (inorganic) 1
基因别称
2010317E03Rik,Pyp
染色体号
Chr 10 (Mouse)
转录本 ID
NCBI: NM_026438.4 | Ensembl: ENSMUST00000020286
修饰方式
全身性基因敲除
靶向范围
Exon 3~8
敲除长度
~8222 bp
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
Ppa1,也称为无机焦磷酸酶1(Inorganic pyrophosphatase 1,PPA1),是一种编码可溶性焦磷酸酶(PPase)家族的基因。在人体中,PPA1广泛表达于各种组织中,并在多种恶性肿瘤中显著表达。PPA1基因编码的焦磷酸酶催化无机焦磷酸(PPi)水解产生正磷酸(Pi),这一过程不仅消除了PPi积累的负面影响,而且释放的能量还可以替代ATP作为能量来源。

PPA1在肿瘤发展过程中发挥着重要作用。研究发现,PPA1在多种肿瘤中高度表达,并参与肿瘤细胞的增殖、侵袭和转移。PPA1通过JNK/p53、Wnt/β-catenin和PI3K/AKT/GSK-3β信号通路调节肿瘤进展。PPA1可能成为肿瘤恶性辅助治疗的生物靶点,并作为预测癌症患者生存的潜在生物标志物。PPA1转录调控的评估可以提供对肿瘤诊断的深入了解[1]。

PPA1在脂肪细胞棕色化中也发挥着重要作用。研究发现,PPA1的表达与棕色/米色脂肪细胞的产热能力呈正相关。PPA1+/-小鼠的皮下白色脂肪组织棕色化能力降低,且表现出明显的冷耐受性下降。研究还发现,PPA1的减少可能导致线粒体功能障碍和脂肪细胞棕色化抑制。此外,PPA1是核呼吸因子1(NRF1)的一个新的靶基因,NRF1是线粒体生物合成的主要转录调节因子。这些发现表明PPA1在脂肪细胞的线粒体功能和棕色化中起着重要作用,并建议PPA1作为提高产热以对抗肥胖和代谢疾病的新治疗靶点[2]。

PPA1还通过维持脂肪细胞线粒体功能来调节全身胰岛素敏感性。研究发现,PPA1+/-小鼠在高脂饮食喂养下表现出葡萄糖耐受性和胰岛素抵抗受损。此外,观察到脂肪组织发育受损和异常脂质积累。相反,通过腺相关病毒注射在脂肪组织中过表达PPA1可以部分逆转PPA1+/-小鼠的代谢紊乱,这表明受损的脂肪组织功能是导致PPA1+/-小鼠代谢紊乱的原因。机制研究表明,PPA1作为PPARγ的靶基因,在脂肪细胞中维持线粒体功能。此外,在果蝇脂肪体中特异性敲低PPA1导致线粒体形态受损、脂质储存减少,并使果蝇对饥饿更敏感。这些发现首次证明了PPA1在维持脂肪组织功能和全身代谢稳态中的重要性[3]。

PPA1在各种肿瘤中的表达和临床意义也得到了研究。研究发现,PPA1在多种肿瘤中表达上调,尤其是在肺癌和卵巢癌中。PPA1的表达与肺癌患者的肿瘤大小、年龄和吸烟状况相关,而在卵巢癌中与病理分级相关。此外,抑制PPA1表达导致肺癌和卵巢癌细胞凋亡增加和增殖减少,这由TP53和p21信号介导。这些发现表明PPA1在肿瘤发生和发展中起着重要作用,并可能成为肿瘤诊断和治疗的新靶点[4]。

PPA1的结构和催化机制也得到了研究。研究发现,PPA1具有类似于其他家族I焦磷酸酶的单体折叠结构,并形成二聚体结构。PPA1的活性位点在焦磷酸水解中起着重要作用。此外,PPA1还能够直接去磷酸化磷酸化的c-Jun N末端激酶1(JNK1)。PPA1的表达上调与许多人类恶性肿瘤相关,抑制PPA1表达可以诱导细胞凋亡和减少细胞增殖。这些发现为基于PPA1的结构为基础的抗肿瘤药物开发提供了新的见解[5]。

PPA1在乳腺癌细胞中的转录调控也得到了研究。研究发现,PPA1基因的启动子区域包含三个假定的Sp1结合位点。Sp1和p300共激活因子结合到PPA1启动子上,并刺激Sp1诱导的启动子活性。组蛋白乙酰化和去乙酰化可能有助于PPA1启动子区域染色质重塑。PPA1敲低导致MCF7细胞的集落形成和活力下降[6]。

PPA1还通过JNK去磷酸化调节神经突生长。研究发现,PPA1敲低导致N1E115细胞中神经突生长增加,而PPA1过表达抑制了神经突生长。PPA1敲低增加了JNK的磷酸化水平,而PPA1过表达抑制了JNK的磷酸化。这些发现表明PPA1可能通过JNK去磷酸化在神经元分化中发挥作用[7]。

PPA1在卵巢癌中的表达与预后不良相关。研究发现,PPA1在卵巢浆液性癌(OSC)组织中高表达,与低分化、淋巴结转移和晚期FIGO分期相关。PPA1过表达导致肿瘤抑制因子p53的表达水平下降和β-catenin水平升高,而PPA1敲低导致p53水平升高和β-catenin水平下降。这些发现表明PPA1可能是OSC患者的一个新的独立预后生物标志物[8]。

PPA1在神经退行性疾病中也发挥着重要作用。研究发现,PPA1基因突变与原发性进行性失语症(PPA)相关。在PPA1和PPA3家族中,受影响的成员都表现出与PPA相关的表型一致性。这些家族中,疾病与PPA1基因突变相关联。这些发现表明PPA1功能障碍可能也与散发性PPA和神经退行性疾病的初始解剖特异性有关[9]。

PPA1在结直肠癌中也发挥着重要作用。研究发现,PPA1在结直肠癌组织中表达上调,并具有巨大的诊断价值。PPA1过表达增强结直肠癌细胞的增殖和干性特性,而PPA1下调具有相反的效果。PPA1促进PI3K/Akt信号通路的激活。PI3K/Akt信号通路的激活逆转了PPA1沉默对细胞增殖和干性特性的影响。PPA1沉默通过调节PI3K/Akt信号通路减少异种移植肿瘤的生长。这些发现表明PPA1通过激活PI3K/Akt信号通路促进结直肠癌细胞的增殖和干性特性[10]。

综上所述,PPA1是一种重要的基因,在多种生物学过程中发挥着重要作用。PPA1参与能量代谢、肿瘤进展、脂肪细胞棕色化、胰岛素敏感性、神经突生长和神经退行性疾病。PPA1的表达和功能异常与多种疾病的发生和发展相关,包括肿瘤、肥胖、代谢疾病和神经退行性疾病。因此,PPA1可能成为治疗这些疾病的新靶点。对PPA1的深入研究有助于更好地理解其生物学功能和疾病发生机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。

参考文献:
1. Wang, Shuying, Wei, Jianmei, Li, Shunwei, Luo, Dehong, Liu, Daishun. 2022. PPA1, an energy metabolism initiator, plays an important role in the progression of malignant tumors. In Frontiers in oncology, 12, 1012090. doi:10.3389/fonc.2022.1012090. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36505776/
2. Sun, Yue, Yao, Jingxin, Lu, Chang, Lin, Haiyan, Yin, Ye. 2023. Cold-inducible PPA1 is critical for the adipocyte browning in mice. In Biochemical and biophysical research communications, 677, 45-53. doi:10.1016/j.bbrc.2023.08.009. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37549601/
3. Yin, Ye, Wu, Yangyang, Zhang, Xu, Lin, Haiyan, Han, Xiao. 2021. PPA1 Regulates Systemic Insulin Sensitivity by Maintaining Adipocyte Mitochondria Function as a Novel PPARγ Target Gene. In Diabetes, 70, 1278-1291. doi:10.2337/db20-0622. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33722839/
4. Luo, Dehong, Wang, Guanwen, Shen, Wenzhi, Yang, Shuang, Xiang, Rong. 2016. Clinical significance and functional validation of PPA1 in various tumors. In Cancer medicine, 5, 2800-2812. doi:10.1002/cam4.894. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27666431/
5. Niu, Haiying, Zhu, Jiang, Qu, Quanxin, Huang, Xiaolan, Du, Zhihua. 2021. Crystallographic and modeling study of the human inorganic pyrophosphatase 1: A potential anti-cancer drug target. In Proteins, 89, 853-865. doi:10.1002/prot.26064. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33583053/
6. Mishra, Dipti Ranjan, Chaudhary, Sanjib, Krishna, B Madhu, Mishra, Sandip K. 2015. Identification of Critical Elements for Regulation of Inorganic Pyrophosphatase (PPA1) in MCF7 Breast Cancer Cells. In PloS one, 10, e0124864. doi:10.1371/journal.pone.0124864. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25923237/
7. Tezuka, Yu, Okada, Mizuki, Tada, Yuka, Nishigori, Hideo, Sanbe, Atsushi. 2013. Regulation of neurite growth by inorganic pyrophosphatase 1 via JNK dephosphorylation. In PloS one, 8, e61649. doi:10.1371/journal.pone.0061649. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23626709/
8. Li, Hui, Xiao, Ning, Li, Zongpeng, Wang, Qin. . Expression of Inorganic Pyrophosphatase (PPA1) Correlates with Poor Prognosis of Epithelial Ovarian Cancer. In The Tohoku journal of experimental medicine, 241, 165-173. doi:10.1620/tjem.241.165. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28202851/
9. Mesulam, Marsel, Johnson, Nancy, Krefft, Thomas A, Hutton, Michael L, Graff-Radford, Neill R. . Progranulin mutations in primary progressive aphasia: the PPA1 and PPA3 families. In Archives of neurology, 64, 43-7. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17210807/
10. Niu, Tianbao, Zhu, Jiaxin, Dong, Lujia, Zhang, Like, Liu, Dechun. 2023. Inorganic pyrophosphatase 1 activates the phosphatidylinositol 3-kinase/Akt signaling to promote tumorigenicity and stemness properties in colorectal cancer. In Cellular signalling, 108, 110693. doi:10.1016/j.cellsig.2023.110693. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37141926/