Ggta1-KO 基因敲除小鼠

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复苏/繁育服务
产品名称

Ggta1-KO 基因敲除小鼠

产品编号

S-KO-18004

品系全称

C57BL/6JCya-Ggta1em1/Cya

品系背景

C57BL/6JCya

品系编号

KOCMP-14594-Ggta1-B6J-VA

品系状态

使用本品系发表的文献需注明: Ggta1-KO 基因敲除小鼠 mice (Strain S-KO-18004) 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
glycoprotein galactosyltransferase alpha 1, 3
基因别称
GALT,Gal,Ggta,Ggta-1,alpha Gal,alpha3GalT
染色体号
Chr 2 (Mouse)
转录本 ID
NCBI: NM_010283 | Ensembl: ENSMUST00000102794
修饰方式
全身性基因敲除
靶向范围
Exon 4
敲除长度
~1.1 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:95704Mice homozygous for disruption of this gene display defects in humoral immune responses. Homozygous KO also causes cortical cataracts.
GGTA1,也称为α1,3-半乳糖基转移酶(α1,3-galactosyltransferase),是一种关键的酶,负责在哺乳动物的细胞表面合成α-半乳糖(α-galactose)抗原。α-gal抗原是一种糖类表位,存在于猪和其他哺乳动物的细胞表面,但在人类、猿类和旧世界猴类中不存在。由于这种差异,人类免疫系统将α-gal抗原识别为外源物质,并产生抗α-gal抗体。当猪器官移植到人体时,这些抗体会引发超急性排斥反应,导致移植失败。

GGTA1基因的表达在哺乳动物进化中具有独特的特征。它存在于有袋动物、非灵长类胎盘哺乳动物、狐猴(原猴类)和新世界猴中,编码合成α-gal表位的α1,3-半乳糖基转移酶。然而,在旧世界猴和猿类的祖先中,GGTA1基因因帧移突变而失活,导致这些物种缺乏α-gal表位,并自然产生抗α-gal抗体,这是人类中最丰富的抗体之一。这种进化事件可能是由于欧亚-非洲大陆的一种病原体选择压力,导致缺乏α-gal表位的灵长类种群得以生存。由于α-gal表位的消除,灵长类动物能够产生抗α-gal抗体,这可能是防御表达这种表位的病原体的手段。

在猪到人类的异种移植中,GGTA1基因的失活被认为是克服免疫排斥的关键步骤。通过基因编辑技术,如CRISPR/Cas9系统,研究人员已经成功地在猪中敲除了GGTA1基因,从而减少了α-gal抗原的表达。例如,一项研究通过将CRISPR/Cas9系统引入体外受精的猪胚胎中,成功地生成了GGTA1缺陷猪[2]。这些猪的α-gal抗原表达显著降低,从而降低了人类抗体的识别和排斥风险。

除了GGTA1基因的失活,研究人员还在猪中引入了其他基因修饰,以进一步提高异种移植的成功率。例如,将人源基因如CD55和CD39敲入GGTA1基因位点,可以利用GGTA1内源性启动子控制转基因的表达,从而更有效地表达多个转基因,并降低免疫排斥的风险[3]。此外,通过基因编辑技术,还可以消除其他可能导致免疫排斥的猪特异性抗原,如β4GalNT2和CMAH[1]。

尽管GGTA1基因的失活和其他基因修饰为猪到人类的异种移植提供了有希望的策略,但仍然存在一些挑战和问题。例如,基因编辑过程中可能产生非目标突变,导致潜在的副作用。此外,即使α-gal抗原的表达被消除,猪组织中的其他糖类抗原也可能引发免疫反应。因此,需要进一步研究和优化基因编辑技术,以提高异种移植的成功率和安全性。

总之,GGTA1基因在异种移植中起着重要作用。通过基因编辑技术,可以消除或减少α-gal抗原的表达,从而降低免疫排斥的风险。然而,仍然需要进一步研究和优化基因编辑技术,以克服其他潜在的挑战和问题,并提高异种移植的成功率和安全性。这些研究将为解决器官短缺问题提供新的思路和策略,并为患者带来新的治疗机会。

参考文献:
1. Wang, Yi, Chen, Gang, Pan, Dengke, Zhang, Kang, Chen, Zhonghua K. 2024. Pig-to-human kidney xenotransplants using genetically modified minipigs. In Cell reports. Medicine, 5, 101744. doi:10.1016/j.xcrm.2024.101744. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39317190/
2. Tanihara, Fuminori, Hirata, Maki, Nguyen, Nhien Thi, Doi, Masako, Otoi, Takeshige. 2020. Efficient generation of GGTA1-deficient pigs by electroporation of the CRISPR/Cas9 system into in vitro-fertilized zygotes. In BMC biotechnology, 20, 40. doi:10.1186/s12896-020-00638-7. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32811500/
3. Ko, Nayoung, Shim, Joohyun, Kim, Hyoung-Joo, Kim, Hyunil, Choi, Kimyung. 2022. A desirable transgenic strategy using GGTA1 endogenous promoter-mediated knock-in for xenotransplantation model. In Scientific reports, 12, 9611. doi:10.1038/s41598-022-13536-z. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35688851/