智鼠故事 
C57BL/6JCya-Fbxo31em1/Cya 基因敲除小鼠
复苏/繁育服务
产品名称：
Fbxo31-KO
产品编号：
S-KO-19122
品系背景：
C57BL/6JCya
* 使用本品系发表的文献需注明：Fbxo31-KO mice (Strain S-KO-19122) were purchased from Cyagen.
交付类型
周龄
性别
基因型
数量
只
基本信息
品系名称
C57BL/6JCya-Fbxo31em1/Cya
品系编号
KOCMP-76454-Fbxo31-B6J-VB
产品编号
S-KO-19122
基因名
Fbxo31
品系背景
C57BL/6JCya
基因别称
1110003O08Rik; 2310046N15Rik; Fbx14; Fbxo14
NCBI号
修饰方式
全身性基因敲除
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。
小鼠表型
质控标准
精子检测
① 冷冻前验证精子活力观察
② 冷冻验证每批次进行复苏验证
品系状态
活体
环境标准
SPF
供应地区
中国
品系详情
Fbxo31位于小鼠的8号染色体，采用基因编辑技术，通过应用高通量电转受精卵方式，获得Fbxo31基因敲除小鼠，性成熟后取精子冻存。
Fbxo31-KO小鼠模型是由赛业生物（Cyagen）构建的全身性基因敲除小鼠模型。该模型基于小鼠Fbxo31基因（NCBI Reference Sequence: NM_133765; Ensembl: ENSMUSG00000052934）进行构建，该基因位于小鼠8号染色体上，由9个外显子组成，其中ATG起始密码子位于1号外显子，TGA终止密码子位于9号外显子（Transcript Fbxo31-201: ENSMUST00000059018）。在构建过程中，赛业生物（Cyagen）选择7号外显子作为目标位点，该区域包含154个碱基对的编码序列，约占整个编码区域的10.12%。有效的敲除区域大小约为0.8 kb。该构建策略是基于现有数据库中的遗传信息设计的。由于生物过程的复杂性，现有技术水平下无法完全预测RNA剪接和蛋白质翻译的风险。该模型可用于研究Fbxo31基因在小鼠体内的功能。
基因研究概述
Fbxo31是一种F-box蛋白，属于E3泛素连接酶复合体中的底物识别亚基，主要参与泛素化依赖的蛋白质降解过程。F-box蛋白在细胞周期调控、DNA损伤修复、细胞凋亡和肿瘤抑制等方面发挥着重要作用。Fbxo31基因位于16q24.3染色体上，其编码的蛋白质含有F-box结构域，能与Skp1、Roc-1和Cullin-1等蛋白结合，形成SCF(FBXO31)泛素连接酶复合体。Fbxo31主要在G2期至G1期阶段表达，参与调控细胞周期的进程，维持基因组稳定性[7]。
研究表明，Fbxo31在多种肿瘤中发挥肿瘤抑制功能。例如，在乳腺癌细胞系中，Fbxo31的表达水平下调，而其过表达则抑制细胞增殖和集落形成。Fbxo31的表达水平与正常乳腺组织相比，在乳腺癌细胞系和原发肿瘤中显著降低。Fbxo31在细胞周期中受调控，在MCF-10A和SKBR3细胞系中，其表达水平在晚G2期至早G1期达到峰值。在MDA-MB-468乳腺癌细胞系中，Fbxo31的过表达导致细胞在G1期积累。此外，Fbxo31的F-box结构域与其底物识别和泛素化过程密切相关，提示Fbxo31可能通过形成SCF(FBXO31)复合物，靶向特定的底物，参与细胞周期的正常执行[2]。
Fbxo31在维持基因组稳定性方面也发挥着重要作用。研究发现，Fbxo31能够与DNA复制因子Cdt1相互作用，并调节其稳定性。Cdt1是前复制复合物的一部分，对于维持基因组完整性至关重要。Fbxo31通过泛素化Cdt1，导致其降解，从而防止细胞在G2期发生重复复制。Fbxo31对Cdt1的调节作用仅限于G2期，且独立于Cdt1在S和G2期降解的途径。Fbxo31对Cdt1的靶向作用是通过Cdt1的N端区域介导的，该区域先前已被证明负责其细胞周期调控。Fbxo31的缺失导致Cdt1稳定，进而导致重复复制[7]。
Fbxo31在神经发生和神经系统发育中也具有重要作用。研究发现，Fbxo31的突变与脑瘫风险增加有关。通过全外显子组测序，研究人员在脑瘫病例中发现了Fbxo31基因的多个有害的de novo突变。Fbxo31突变导致细胞周期蛋白D水平的降低。此外，Fbxo31与其他神经发育障碍基因存在重叠。网络分析发现，Rho GTP酶、细胞外基质、焦点黏附和细胞骨架通路在脑瘫风险基因中富集。在果蝇反向遗传筛选中，富集通路中的脑瘫风险基因被证明可以调节神经运动功能[1]。
Fbxo31的表达水平与食管鳞状细胞癌（ESCC）患者的预后相关。高表达Fbxo31的患者肿瘤浸润深度和临床分期更高，预后更差。此外，Fbxo31的表达水平与细胞周期蛋白D1的表达水平呈正相关。细胞周期蛋白D1在ESCC病例中通过11q13.3位点扩增而发挥作用。Fbxo31是SCF泛素连接酶的亚基，能够靶向细胞周期蛋白D1进行降解。Fbxo31可能通过调节细胞周期蛋白D1的水平，影响ESCC的发生发展[8]。
Fbxo31的降解受细胞周期依赖性激酶（CDKs）和DNA损伤激酶（ATMs）的磷酸化调控。在非应激状态下，Fbxo31的低表达水平通过有丝分裂促进复合体/环状体（APC/C）介导的蛋白酶体降解来维持。APC/C的共激活因子CDH1和CDC20结合到Fbxo31中的破坏盒（D-box）基序，促进其多聚泛素化和降解，该过程需要Fbxo31在丝氨酸-33位点的磷酸化，该磷酸化由促生存激酶AKT介导。在DNA损伤应激状态下，Fbxo31在丝氨酸-278位点的磷酸化，由另一个激酶ATM介导，导致其与CDH1和CDC20的相互作用被破坏，从而防止Fbxo31的降解。这些发现揭示了Fbxo31水平的生理调节机制，以及AKT和ATM介导的Fbxo31磷酸化在应激和非应激细胞中的变化[3]。
Fbxo31在化疗药物Taxol的耐药性中也具有重要作用。研究发现，Fbxo31在ESCC中高表达，与不良预后相关。Fbxo31的表达水平与ESCC细胞对Taxol的敏感性相关。Fbxo31的沉默增加了ESCC细胞对Taxol的敏感性。此外，Fbxo31能够与Cofilin-1结合，Cofilin-1的沉默能够逆转Fbxo31过表达细胞中Taxol诱导的细胞凋亡抑制。这些结果表明，Fbxo31通过Cofilin-1介导的Taxol耐药性，可能是ESCC中药物耐药性的一个潜在指标或治疗靶点[4]。
Fbxo31在前列腺癌的发生发展中具有重要作用。研究发现，Fbxo31的低表达水平与前列腺癌患者术前前列腺特异性抗原（PSA）水平升高和Gleason评分较高相关。机制上，Fbxo31作为CRL1复合体的底物受体，促进双特异性磷酸酶DUSP6的泛素化介导的降解。DUSP6是ERK1/2的脱磷酸酶，能够去磷酸化和失活ERK1/2。Fbxo31的缺失导致DUSP6稳定，抑制ERK信号通路，并激活PI3K-AKT信号级联。此外，Fbxo31的缺失在前列腺癌小鼠模型中促进肿瘤发生。使用DUSP6的小分子抑制剂BCI治疗能够抑制AKT的激活和肿瘤的形成，表明Fbxo31的抑癌活性依赖于DUSP6。这些研究突出了Fbxo31-DUSP6轴在调节ERK和PI3K-AKT介导的信号通路中的作用，以及其在前列腺癌治疗中的潜在价值[5]。
Fbxo31的表达受到microRNA-210（miR-210）的调控。研究发现，miR-210与Fbxo31的表达模式在乳腺癌细胞系中呈负相关。miR-210的沉默抑制了乳腺癌的进展，诱导细胞周期阻滞，并抑制了乳腺癌的迁移。此外，Fbxo31的沉默能够逆转miR-210沉默引起的肿瘤抑制。在Fbxo31过表达的乳腺癌细胞中，miR-210的上调也逆转了Fbxo31对乳腺癌增殖的抑制作用。这些结果表明，miR-210和Fbxo31在乳腺癌中的表达模式和肿瘤调节功能呈负相关[6]。
Fbxo31的突变与智力障碍有关。在巴基斯坦的一个智力障碍家族中，通过自交系定位和全外显子组测序，发现Fbxo31基因第7外显子上存在一个5个碱基的缺失突变，导致Fbxo31蛋白截断。Fbxo31作为中心体E3泛素连接酶，与SKP1和Cullin-1结合，参与泛素化介导的蛋白质降解。Fbxo31/SKP1/Cullin1复合体对于神经元形态发生和轴突身份至关重要。Fbxo31还在发育中的小脑皮层的树突生长和神经元迁移中发挥作用。该突变进一步证明了蛋白质泛素化途径的破坏在智力障碍中的作用[9]。
综上所述，Fbxo31作为一种F-box蛋白，在细胞周期调控、DNA损伤修复、细胞凋亡、肿瘤抑制、神经发生和神经系统发育等方面发挥着重要作用。Fbxo31的表达和功能受到多种因素的调控，包括磷酸化、microRNA的调控和与其他蛋白的相互作用。Fbxo31的异常表达和功能丧失与多种疾病的发生发展密切相关，包括脑瘫、食管鳞状细胞癌、乳腺癌和前列腺癌等。深入研究Fbxo31的功能和调控机制，有助于揭示其在疾病发生发展中的作用，并为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献：
1. Jin, Sheng Chih, Lewis, Sara A, Bakhtiari, Somayeh, MacLennan, Alastair H, Kruer, Michael C. 2020. Mutations disrupting neuritogenesis genes confer risk for cerebral palsy. In Nature genetics, 52, 1046-1056. doi:10.1038/s41588-020-0695-1. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32989326/
2. Kumar, Raman, Neilsen, Paul M, Crawford, Joanne, Cleton-Jansen, Anne-Marie, Callen, David F. . FBXO31 is the chromosome 16q24.3 senescence gene, a candidate breast tumor suppressor, and a component of an SCF complex. In Cancer research, 65, 11304-13. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16357137/
3. Choppara, Srinadh, Malonia, Sunil K, Sankaran, Ganga, Green, Michael R, Santra, Manas Kumar. 2018. Degradation of FBXO31 by APC/C is regulated by AKT- and ATM-mediated phosphorylation. In Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 115, 998-1003. doi:10.1073/pnas.1705954115. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29343641/
4. Lv, Liang, Wang, Shu Chao, Mo, Jin You, Xu, Mei Li, Liu, Jia. 2021. Effects and mechanisms of FBXO31 on Taxol chemoresistance in esophageal squamous cell carcinoma. In Biochemical and biophysical research communications, 586, 129-136. doi:10.1016/j.bbrc.2021.11.082. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34839191/
5. Duan, Shanshan, Moro, Loredana, Qu, Rui, Arbini, Arnaldo A, Pagano, Michele. . Loss of FBXO31-mediated degradation of DUSP6 dysregulates ERK and PI3K-AKT signaling and promotes prostate tumorigenesis. In Cell reports, 37, 109870. doi:10.1016/j.celrep.2021.109870. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34686346/
6. Liu, Dayue, Xia, Haoming, Wang, Fang, Chen, Cui, Long, Jianting. 2016. MicroRNA-210 interacts with FBXO31 to regulate cancer proliferation cell cycle and migration in human breast cancer. In OncoTargets and therapy, 9, 5245-55. doi:10.2147/OTT.S110969. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27601917/
7. Johansson, Pegah, Jeffery, Jessie, Al-Ejeh, Fares, Kumar, Raman, Khanna, Kum Kum. 2014. SCF-FBXO31 E3 ligase targets DNA replication factor Cdt1 for proteolysis in the G2 phase of cell cycle to prevent re-replication. In The Journal of biological chemistry, 289, 18514-25. doi:10.1074/jbc.M114.559930. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24828503/
8. Kogo, Ryunosuke, Mimori, Koshi, Tanaka, Fumiaki, Komune, Shizuo, Mori, Masaki. 2011. FBXO31 determines poor prognosis in esophageal squamous cell carcinoma. In International journal of oncology, 39, 155-9. doi:10.3892/ijo.2011.1018. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21537837/
9. Mir, Asif, Sritharan, Kumudesh, Mittal, Kirti, Ayub, Muhammad, Vincent, John B. 2014. Truncation of the E3 ubiquitin ligase component FBXO31 causes non-syndromic autosomal recessive intellectual disability in a Pakistani family. In Human genetics, 133, 975-84. doi:10.1007/s00439-014-1438-0. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24623383/
