Aqp1-KO 基因敲除小鼠

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产品名称

Aqp1-KO 基因敲除小鼠

产品编号

S-KO-16158

品系全称

C57BL/6NCya-Aqp1em1/Cya

品系背景

C57BL/6NCya

品系编号

KOCMP-11826-Aqp1-B6N-VC

品系状态

使用本品系发表的文献需注明: Aqp1-KO 基因敲除小鼠 mice (Strain S-KO-16158) 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
aquaporin 1
基因别称
CHIP28
染色体号
Chr 6 (Mouse)
转录本 ID
NCBI: NM_007472 | Ensembl: ENSMUST00000004774
修饰方式
全身性基因敲除
靶向范围
Exon 1
敲除长度
~0.4 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:103201Homozygous mutation of this gene results in urine hypoosmality.
AQP1,也称为Aquaporin 1,是一种重要的水通道蛋白,负责水的被动转运,快速跨越生物膜。它是一种糖蛋白,在多种上皮组织中表达,并参与复杂的发育模式。AQP1基因的编码产物具有NPA-NPG基序,并预测存在六个假定的跨膜区域和五个连接环。AQP1的功能和表达受到多种因素的调控,包括pH值、细胞因子和激素等。

在Paramecium multimicronucleatum这种纤毛虫中,AQP1基因产物定位于收缩泡复合物上,这是细胞内水分调节的关键部位。通过RT-PCR和RACE技术,从Paramecium multimicronucleatum中获得了AQP1基因的全长ORF编码251个氨基酸的cDNA。AQP1蛋白的亚细胞定位通过AQP1-GFP融合蛋白的观察得到证实,AQP1-GFP融合蛋白在收缩泡复合物上清晰可见,除了装饰海绵体膜。RNA干扰实验表明,AQP1对于细胞的总流体输出和收缩泡膜的功能至关重要[1]。

在哺乳动物中,AQP1基因的敲除导致了许多异常,包括上皮细胞分泌物失调、多胎妊娠、尿液浓缩功能缺陷、疼痛感知障碍等。AQP1基因敲除小鼠还表现出心血管、胃肠道和胆道、肾脏功能以及胎盘和胚胎发育的异常。此外,AQP1基因敲除还影响了肿瘤血管生成,并在创伤后减少了脑损伤。在细胞水平上,AQP1基因敲除导致了神经炎症、细胞增殖和迁移异常以及巨噬细胞浸润。机制研究表明,AQP1基因产物调节分泌功能,并参与平衡腹膜膜上的渗透水通量。这些数据表明,AQP1可能是开发针对多种人类疾病的新疗法的潜在靶点[3]。

CRISPR-Cas9基因编辑技术被用于增强AQP1基因的表达。在HEK293和MDCK细胞系中,利用CRISPR-Cas9基因编辑和AQP1的内源启动子,成功地整合了巨细胞病毒(CMV)启动子,导致AQP1基因转录和翻译的显著增加。在MDCK细胞系中进行的额外功能实验证实,过表达的AQP1增加了跨膜水通量,表明细胞内水通量增加。设计的引导RNA序列的脱靶效应被分析,并显示Cas9切割的高特异性。考虑到新的方法的发展,这些结果表明内源启动子替代可能是治疗唾液腺功能障碍的潜在治疗方法[2]。

pH值对AQP1基因表达的影响也得到了研究。在HEK-293T细胞中,pH值升高导致AQP1 mRNA水平增加。通过转染含有不同AQP1启动子区域的荧光素酶报告载体的HEK-293T细胞,发现AQP1基因上游区域在-200到-2300 bp之间是一个增强子,需要pH介导的AQP1表达调节。特异性启动子区域的定点突变和基因敲低实验以及染色质免疫沉淀(ChIP)实验表明,SPIB转录因子参与了pH介导的AQP1表达调节。这些发现为pH和缓冲液依赖的PD液体对腹膜膜完整性和功能的影响的进一步研究提供了基础[4]。

精氨酸加压素(AVP)和环磷酸腺苷(cAMP)激动剂也被发现上调AQP1基因表达。在滋养层细胞中,AVP和cAMP激动剂显著增加了AQP1 mRNA的表达。此外,研究还表明,cAMP依赖性途径负责AVP对AQP1的影响。这些结果表明,母体激素对AQP1表达的调节可能影响妊娠期间的侵袭和胎儿-胎盘-羊水水稳态[5]。

超声辅助的非病毒基因转移(UAGT)也被用于将AQP1基因转移到辐射后的迷你猪腮腺中,恢复了液体分泌。在辐射后的迷你猪腮腺中,UAGT介导的AQP1基因转移与腺病毒载体相比,在治疗48小时和1周后恢复了双侧刺激唾液流量,达到了与腺病毒载体相当的效果。这些结果表明,UAGT可以替代腺病毒载体作为将AQP1基因治疗传递到腮腺的一种方法,并有望进入人类I期临床试验[6]。

综上所述,AQP1基因及其编码的蛋白质在多种生物学过程中发挥重要作用,包括细胞内水分调节、上皮细胞分泌物、尿液浓缩、疼痛感知、心血管功能、胃肠道和胆道功能、肾脏功能、胎盘和胚胎发育、肿瘤血管生成和脑损伤修复等。AQP1基因的表达受到多种因素的调控,包括pH值、细胞因子和激素等。AQP1基因的研究有助于深入理解水分调节的分子机制和疾病发生机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。

参考文献:
1. Ishida, Masaki, Hori, Manabu, Ooba, Yui, Miura, Ken, Tominaga, Takashi. 2021. A Functional Aqp1 Gene Product Localizes on The Contractile Vacuole Complex in Paramecium multimicronucleatum. In The Journal of eukaryotic microbiology, 68, e12843. doi:10.1111/jeu.12843. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33501744/
2. Wang, Zhimin, Wang, Yaohe, Wang, Songling, Hu, Baoli, Passineau, Michael J. 2017. CRISPR-Cas9 HDR system enhances AQP1 gene expression. In Oncotarget, 8, 111683-111696. doi:10.18632/oncotarget.22901. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29340084/
3. Hua, Ying, Ying, Xinxin, Qian, Yiyu, Xie, Ailan, Zhu, Xueqiong. 2019. Physiological and pathological impact of AQP1 knockout in mice. In Bioscience reports, 39, . doi:10.1042/BSR20182303. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31023968/
4. Zhai, Yihui, Xu, Hong, Shen, Qian, Liu, Jialu, Liu, Jiaojiao. 2018. pH-mediated upregulation of AQP1 gene expression through the Spi-B transcription factor. In BMC molecular biology, 19, 4. doi:10.1186/s12867-018-0104-9. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29554889/
5. Belkacemi, Louiza, Beall, Marie H, Magee, Thomas R, Pourtemour, Margaret, Ross, Michael G. 2008. AQP1 gene expression is upregulated by arginine vasopressin and cyclic AMP agonists in trophoblast cells. In Life sciences, 82, 1272-80. doi:10.1016/j.lfs.2008.04.014. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18538351/
6. Wang, Z, Zourelias, L, Wu, C, Trombetta, M, Passineau, M J. 2015. Ultrasound-assisted nonviral gene transfer of AQP1 to the irradiated minipig parotid gland restores fluid secretion. In Gene therapy, 22, 739-49. doi:10.1038/gt.2015.36. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25871828/