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B6-hALB/Alpl KO小鼠

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产品名称

B6-hALB/Alpl KO

产品编号

C001894

品系全称

C57BL/6Cya-Albtm1(hALB)Alplem1/Cya

品系背景

C57BL/6Cya

品系状态

使用本品系发表的文献需注明: B6-hALB/Alpl KO mice (Catalog C001894) were purchased from Cyagen.
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基本信息

应用领域

基因
基因别称
HSA,FDAHT,PRO0883,PRO0903,PRO1341,ALP,Akp2,TNAP,Akp-2,APTNAP,TNSALP
NCBI ID
染色体号
Chr 4,Chr 4

品系介绍

ALB基因编码的白蛋白(Albumin)主要在肝脏中产生,是人类血浆中含量最丰富的蛋白质,占血浆总蛋白质的60%至65%。ALB编码的前蛋白经分解处理后生成功能性成熟蛋白,由该蛋白衍生的EPI-X4多肽是CXCR4趋化因子受体的一种内源性抑制剂。白蛋白在调节血浆胶体渗透压方面起作用,有助于血液在循环中的保持,并隔离和运输体内的许多代谢物,尤其是难溶性疏水性代谢物 [1]。人类血清白蛋白(Human Serum Albumin,HSA)是一种重要的载体蛋白,参与多种内源性分子,包括激素、脂肪酸和代谢产物,以及外源性药物的体内运输。人类血清白蛋白(HSA)作为一种天然的载体蛋白,具有多个配体结合位点和高达19天的血浆半衰期,使其成为一种极具潜力的体内药物载体。已有多项基于人类血清白蛋白(HSA)递送的药物被批准用于临床试验 [2-3]。同时,白蛋白也是锌、钙和镁在血浆中的主要运输者,它结合了约80%的所有血浆锌和约45%的循环钙和镁,其亲和力排名顺序为锌>钙>镁。除此之外,白蛋白还表现出广泛底物特异性的酯酶样活性,具有酶促特性;它还可与细菌嗜铁素肠杆菌素结合,抑制肠杆菌素介导的大肠杆菌从铁转铁蛋白中摄取铁,从而限制铁的利用和肠道细菌的生长 [4]。与ALB基因相关的疾病包括高甲状腺素血症、家族性血清白蛋白异常和无白蛋白血症 [5]
ALPL基因所编码的蛋白为组织非特异性碱性磷酸酶(Tissue-nonspecific Alkaline Phosphatase, TNSALP),该酶属于膜结合型糖蛋白,广泛表达于多种细胞组织,尤其在肝脏、骨骼与肾脏中具有高表达水平,同时也可分布于牙齿及间充质干细胞等结构中 [6]。其核心生化功能是作为水解酶,催化多种分子中磷酸基团的水解反应。这一功能对骨骼和牙齿的正常矿化过程至关重要:TNSALP通过水解无机焦磷酸盐——一种强效的矿化抑制剂——生成游离磷酸根,进而与钙离子结合形成羟基磷灰石,促进骨基质钙化 [7]。若ALPL基因发生突变,可导致低磷酸酯酶症(Hypophosphatasia, HPP),这是一种罕见的常染色体遗传性代谢疾病。其病理特征主要表现为骨与牙齿矿化障碍,并常伴有佝偻病、骨软化等骨骼异常表现;重症患者还可出现癫痫发作及呼吸系统并发症等全身性损害。临床表现具有高度异质性,可从仅累及牙组织的轻型病例,直至危及生命的围产型严重表型 [8]。ALPL基因的变异还可能与其他疾病相关,例如骨质疏松症。研究发现,在患有不典型股骨骨折或具有HPP生化/临床迹象的成人患者中,ALPL基因的常见变异体的同合子频率较高。这表明,ALPL基因的变异可能与这些骨折的风险增加有关 [9]。此外,ALPL基因的表达和功能还可能与肿瘤免疫治疗有关。研究发现,一种称为ALPL-1的碱性磷酸酶异构体在骨肉瘤(OS)中高度表达 [10]
B6-hALB/Alpl KO小鼠是通过将B6-hALB (HSA) 小鼠(产品编号:C001492)与Alpl KO 小鼠(产品编号:C001849)交配获得的,其中,Alpl KO 小鼠是一种基因敲除(KO)模型,纯合Alpl KO小鼠存活期较短,在采用特殊饲料饲养的条件下于4周内死亡;若无特殊饲料饲喂,则无法获得存活的纯合子个体。该模型可用于低磷酸酯酶症(HPP)、骨质疏松症和骨肉瘤(OS)等疾病的致病机制研究,以及以人类血清白蛋白(HSA)为载体的相关治疗药物研发和体内药效及药代动力学研究。
参考文献
Caraceni P, Tufoni M, Bonavita ME. Clinical use of albumin. Blood Transfus. 2013 Sep;11 Suppl 4(Suppl 4):s18-25.
Lei C, Liu XR, Chen QB, Li Y, Zhou JL, Zhou LY, Zou T. Hyaluronic acid and albumin based nanoparticles for drug delivery. J Control Release. 2021 Mar 10;331:416-433.
Tiwari R, Sethiya NK, Gulbake AS, Mehra NK, Murty USN, Gulbake A. A review on albumin as a biomaterial for ocular drug delivery. Int J Biol Macromol. 2021 Nov 30;191:591-599.
Konopka K, Neilands JB. Effect of serum albumin on siderophore-mediated utilization of transferrin iron. Biochemistry. 1984 May 8;23(10):2122-7.
Arques S. Human serum albumin in cardiovascular diseases. Eur J Intern Med. 2018 Jun;52:8-12.
Sato M, Saitoh I, Kiyokawa Y, Iwase Y, Kubota N, Ibano N, Noguchi H, Yamasaki Y, Inada E. Tissue-Nonspecific Alkaline Phosphatase, a Possible Mediator of Cell Maturation: Towards a New Paradigm. Cells. 2021 Nov 28;10(12):3338.
Alonso N, Larraz-Prieto B, Berg K, Lambert Z, Redmond P, Harris SE, Deary IJ, Pugh C, Prendergast J, Ralston SH. Loss-of-Function Mutations in the ALPL Gene Presenting with Adult Onset Osteoporosis and Low Serum Concentrations of Total Alkaline Phosphatase. J Bone Miner Res. 2020 Apr;35(4):657-661.
Villa-Suárez JM, García-Fontana C, Andújar-Vera F, González-Salvatierra S, de Haro-Muñoz T, Contreras-Bolívar V, García-Fontana B, Muñoz-Torres M. Hypophosphatasia: A Unique Disorder of Bone Mineralization. Int J Mol Sci. 2021 Apr 21;22(9):4303.
Marini F, Masi L, Giusti F, Cianferotti L, Cioppi F, Marcucci G, Ciuffi S, Biver E, Toro G, Iolascon G, Iantomasi T, Brandi ML. ALPL Genotypes in Patients With Atypical Femur Fractures or Other Biochemical and Clinical Signs of Hypophosphatasia. J Clin Endocrinol Metab. 2022 Apr 19;107(5):e2087-e2094.
Mensali N, Köksal H, Joaquina S, Wernhoff P, Casey NP, Romecin P, Panisello C, Rodriguez R, Vimeux L, Juzeniene A, Myhre MR, Fåne A, Ramírez CC, Maggadottir SM, Duru AD, Georgoudaki AM, Grad I, Maturana AD, Gaudernack G, Kvalheim G, Carcaboso AM, de Alava E, Donnadieu E, Bruland ØS, Menendez P, Inderberg EM, Wälchli S. ALPL-1 is a target for chimeric antigen receptor therapy in osteosarcoma. Nat Commun. 2023 Jun 8;14(1):3375.

构建方案

图1. Alpl KO 小鼠基因编辑策略。小鼠Alpl基因包含12个外显子,ATG起始密码子位于2号外显子,TGA终止密码子位于12号外显子,通过基因编辑技术敲除了3~4号外显子区域。
图2. B6-hALB (HSA)小鼠基因编辑打靶示意图。小鼠Alb基因和人类ALB基因均包含15个外显子(Exon),通过胚胎干细胞(ES)基因编辑技术将小鼠Alb基因序列的Exon 1上游至Exon 15下游区域替换为人类ALB基因序列的Exon 1上游至Exon 15下游区域。