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B6-Klhl22tm1小鼠,动物试验

原创发布者:北检院    发布时间:2023-03-01     点击数:

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基本信息

品系名称:B6-Klhl22tm1小鼠

英文名称:B6-Klhl22tm1 mouse

疾病名称:假性醛固酮减少症Ⅱ型、癌症、衰老

相关基因:Klhl22

背景品系:C57BL/6J

遗传类型:基因敲除

繁殖方式:HOM X HOM

繁殖代数:NA

研究用途:用于研究假性醛固酮减少症Ⅱ型、癌症、衰老等及信号转导方面的研究。

饲养环境:屏障或隔离环境

培育单位:北京华阜康生物科技股份有限公司、中国医学科学院医学实验动物研究所

保种单位:中国医学科学院医学实验动物研究所

资源鉴定:

鉴定日期:暂无介绍

特征描述

KLHL 的结构及基本功能

KLHL 基因家族,是编码 BTB / POZ 结构域和 Kelch 结构域超家族交叉点处构成亚组的蛋白质的一组基因。其最早发现于痘病毒中。通常具有 BTB / POZ结构域,BACK 结构域和 5-6 个 Kelch 基序。BTB 的命名来源是基于果蝇的一百多个氨基酸构成的同源结构域。在人类的进化历史进程中,那些具有 BTB结构域的锌指蛋白是相对不变的,截止到现在人类 KLHL 基因已经超过 49 个成员。BTB 结构域的主要功能是促进蛋白质的结合和二聚化。POZ 结构域的命名则是基于锌指蛋白和痘病毒蛋白的末端中存在的 120 个氨基酸基序而来。Kelch 重复序列或结构域同样在进化过程中一直是相对保守的结构,Kelch 结构的β-螺旋结构包括四个β-折叠,其可以细划分为五个亚组。①螺旋蛋白②N-螺旋蛋白③C-螺旋蛋白质④N-螺旋,C-螺旋二聚体蛋白,⑤N-二聚体,C-螺旋蛋白。Kelch 结构域形成β-螺旋体的三级结构,其在细胞外功能、形态和与其他蛋白质的结合中起作用。至于 KLHL 家族成员的 BACK 结构域,是一个在 BTB-Kelch蛋白中观察到的 130 个残基保守区。BACK 结构域没有明确的已知功能,但其重要性不可忽视,因为该结构域中的突变与多种疾病的发现息息相关。BTB 超家族含有 KLHL,KBTBD 和 KLHDC 三个亚家族,这三个亚家族在三个结构域的数量组成不同。KLHL 蛋白由一个 BTB / POZ 结构域,5-6 个 Kelch基序和一个 BACK 结构域构成;KBTBD蛋白则通常包含一个 BTB / POZ 结构域,2-4 个 Kelch 基序,偶尔具有 BACK 结构域;KLHDC 只含有 3-7 个 Kelch 基序,通常没有 BTB 和 BACK 结构域。基因命名委员会(HGNC)在人类基因组中定义了 42 个 KLHL 基因,它们各自分布在不同的染色体上。人类的很多疾病与KLHL 家族有关。

KLHL 在疾病中的作用

KLHL3 的降低与假性醛固酮减少症Ⅱ型(PHAII)有关

假性醛固酮减少症Ⅱ型(PHAII)是一种遗传性高血压疾病,其特征为高钾血症,代谢性酸中毒和噻嗪类敏感。编码WNK激酶(WNK1 和 WNK4)的基因与 PHAII 的发展有关。许多体外和体内研究已经证明了包含 WNK 激酶,氧化应激反应 1(OSR1),Ste20 相关的富含脯氨酸- 丙氨酸的激酶(SPAK),Na-Cl协同转运蛋白(NCC)和 Na-k-Cl 协同转运蛋白(NKCC)参与的信号级联。WNK激酶磷酸化并激活 OSR1 / SPAK,后者又直接磷酸化和激活 SLC12A 转运蛋白(NCC,NKCC1 和 NKCC2)。

肾脏中这种信号级联的异常激活是 PHAII 的分子基础。最近,Kelch-like3(KLHL3)和 cullin3(CUL3)也被鉴定为 PHAII 的负责基因。CUL3 是一种 cullin-RING 连接酶家族蛋白,形成泛素 E3 连接酶复合物,在泛素依赖性蛋白质降解中起关键作用。CUL3 通过其 bric-Abrac / tramtrack / broad complex(BTB)结构域与 KLHL3 相互作用。KLHL3 与 WNK 激酶的酸性基序结合,作为基于 CUL3 的 E3 连接酶介导的泛素化的底物衔接蛋白起作用。CUL3-KLHL3E3 连接酶复合物泛素化 WNK1 和 WNK4,导致其降解,并且 PHAII 的常见病因之一是由于 CUL3-KLHL3 E3 连接酶复合物损伤导致 WNK 激酶的缺陷降解,导致 WNK 激酶的蛋白质丰度增加和 WNK 信号传导的激活。

已知在 CUL3 中引起 PHAII 的突变聚集在外显子 9 周围,而还有一些位于内含子 8 的剪接受体位点内,导致外显子 9 跳跃和具有 57 个氨基酸 CUL3 蛋白质的缺失(Δ403-459)。缺乏外显子 9 的突变体 CUL3 的病理生理学机制已经被研究过。据报道,由于 KLHL3 泛素化增加,突变体 CUL3(Δexon9)显着降低了体外 KLHL3 的表达。因此,KLHL3 的蛋白质丰度是否真正受到 CUL3 突变的影响仍存在争议。

PHAII 的一个关键特征是主要的表型异常,如高钾血症和代谢性酸性,通过给予噻嗪类利尿剂来纠正,噻嗪类利尿剂是 NCC 的特异性抑制剂,因为 NCC的过度激活在该疾病中起重要作用。对于与 CUL3 突变相关的 PHAII 也是如此。PHAII 的主要特征包括高血压,严重代谢性酸中毒和电解质紊乱,目前已发现几种 CUL3 底物衔接子,即 KLHL 家族蛋白,它们的泛素化在各种细胞过程和疾病状态中起关键作用。 另外,CUL3 突变患者的发育障碍并不明显。这些事实意味着引起 PHAII 的 CUL3 突变可能以特定方式影响 WNK 信号级联反应,KLHL3 在 PHAII 中起着重要的作用。

KLHL5 敲低会增加细胞对抗癌药物的敏感性

虽然 KLHL5 的全部功能尚未阐明,但已有研究表明 KLHL 与包括 Aurora B和 PLK1 在内的细胞周期调节因子存在密切联系。KLHL5 在卵巢,肾上腺和甲状腺组织中表达相对较高,它还在人类胎儿脑组织中天然表达剪接变体。针对靶向 KLHL5 可能提供另一种调节细胞周期活动的方法,这是一种流行的抗癌策略,提示其用 Barasertib 等抑制剂单独治疗的临床潜力,或在组合疗法中用于克服耐药性或治疗难治性疾病的能力。Deshmukh 等人最近已经提出了将 KLHL 家族成员 KEAP1 作为癌症和神经退行性疾病的治疗靶点的潜力,因为它与 NRF2 途径相关。此外,Shibata 等人提出了 KEAP1 突变直接影响胆囊癌的化疗耐药,而作为 KLHL 家族的成员,KLHL5 同样影响药物敏感性,及对治疗的反应和化疗耐药。首先 KLHL5 表达与许多化合物的药物敏感性降低相关,在 NCI 数据集中约 20,000 种抗癌化合物中,超过 1600 种化合物在药物作用和 KLHL5 表达之间的负相关性小于-0.400,大量负相关化合物表明几种化合物对具有较高 KLHL5 表达的细胞系倾向于较低效力。Robert J.等还发现 KLHL5 的敲低减少癌细胞增殖,其敲低与细胞周期抑制剂及 Akt/PI3K/ mTOR 抑制剂协同作用。表明 KLHL5 敲低会增加细胞对抗癌药物的敏感性,这将为有可能成为新型的癌症治疗靶点。

KEAP1(KLHL19)的糖基化将营养传感与氧化还原应激信号联系起来

KEAP1 也称为 KLHL19,其糖基化将营养传感与氧化还原应激信号联系起来。NRF2 是一种碱性亮氨酸拉链转录因子,其水平和活性在无应激状态的细胞中被 KEAP1 抑制,后者是 Cullin-3(CUL3)依赖性 E3 泛素连接酶复合物的底物衔接蛋白。KEAP1-CUL3 通过介导其泛素化和随后的蛋白酶降解来抑制NRF2。氧化应激或亲电试剂修饰 KEAP1 中的半胱氨酸残基,导致其构象变化,且结合的 NRF2 的泛素化减少。因此,在这种条件下,新翻译的 NRF2分子保持不含有 KEAP1,从而允许 NRF2 积累和核转位。

在细胞核中,NRF2 结合含有抗氧化应答元件(ARE)DNA 序列的启动子,激活参与氧化应激反应的许多基因的转录,如血红素加氧酶 1(HO-1),超氧化物歧化酶(SOD),NAD(P)H:醌氧化还原酶(NQO1),γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶(GCS)和谷胱甘肽还原酶。NRF2 调节的 ARE 驱动基因的表达,特别是涉及谷胱甘肽(GSH)生物合成和再循环的基因,对于各种疾病模型中氧化应激期间的细胞存活至关重要。

几种关于调节 NRF2 途径的几种机制已经被研究过。例如 ,氧化应激或亲电子异 生 素要么破坏KEAP1-NRF2 要么破坏KEAP1-CUL3 的相互作用,从而减少 NRF2 泛素化和降解,并激活 NRF2靶标的下游转录。此外,NRF2 途径受 PTM 的调节,包括 KEAP1 的琥珀酸化和 NRF2 本身的磷酸化。使用对 OGT 抑制的转录反应作为指导,显示出KEAP1 在丝氨酸 104 处的 O-GlcNAc 化需要抑制未受应激细胞中的 NRF2 途径。KEAP1 通过其 BTB 结构域和部分干预区(IVR)结构域与 CUL3 结合而 KEAP1Kelch 基序与底物相互作用,KEAP1 和 CUL3(但不是 KEAP1 和 NRF2)之间的相互作用受到 S104 的 KEAP1 的 O-GlcNA 化的影响。KEAP S104 的 O-GlcNA化需要通过增强 KEAP1 与 CUL3 结合,或优化的 KEAP1 构象来实现与 CUL3的有效相互作用和其底物的有效泛素化。KLHL19 在氧化应激信号中具有重要的意义【2】。

北京大学分子医学研究所/北大-清华生命科学联合中心刘颖课题组在Nature杂志上发表了题为KLHL22 activates amino-acid-dependent mTORC1 signalling to promote tumorigenesis and ageing的论文,围绕GATOR1对mTORC1的抑制是如何被解除这一重要科学问题进行了阐述。研究表明,GATOR1复合物的关键亚基DEPDC5的蛋白稳定性受CUL3-KLHL22泛素连接酶调控,揭示了KLHL22对mTORC1的重要调控作用,并且该调控机制在物种中具有高度保守性。此外,该研究还通过小鼠肿瘤模型证明了KLHL22是一个通过激活mTORC1起作用的致癌基因,同时也是乳腺癌的一个潜在的治疗靶点。

在阐明KLHL22除了在调控长寿方面的功能之后,研究人员又通过公开的数据库Oncomine发现在多种乳腺癌细胞系中KLHL22的表达水平相比于正常组织是显著升高的,进一步通过和北大肿瘤医院合作发现拿到的所有乳腺癌病人的肿瘤样品中KLHL22都高表达,相应的DEPDC5(GATOR1复合物的关键亚基)表达下降,然后通过系列实验证明了在乳腺癌细胞系中敲除KLHL22后能够抑制氨基酸激发的DEPDC5蛋白的降解,当然最终的机构也是抑制了肿瘤细胞的生长【1】。

还有报道指出KLHL22 m RNA在膀胱癌中表达量较正常膀胱相对较高;实时定量PCR和Western blot也显示KLHL22在膀胱肿瘤组织中m RNA和蛋白质的表达水平明显高于对照组;Ed U细胞增殖实验、划痕实验和transwell侵袭实验显示KLHL22可以促进膀胱癌细胞增殖、迁移和侵袭【2】。

动物简介

KLHL 基因家族,是编码 BTB / POZ 结构域和 Kelch 结构域超家族交叉点处构成亚组的蛋白质的一组基因。人类的很多疾病与KLHL家族有关。

营养成分

饲料营养成分:水分≤10%;粗蛋白≥20%;粗脂肪≥4%;粗纤维≤5%;粗灰分≤8%;钙1.0-1.8%;磷0.6-1.2%。

生物学特性

生长曲线:无寿命:1-2年解剖学:无繁殖学:近交繁殖自发异常:无生理生化指标:无

实验仪器

实验室仪器 实验室仪器 实验室仪器 实验室仪器

测试流程

B6-Klhl22tm1小鼠流程

注意事项

1.具体的试验周期以工程师告知的为准。

2.文章中的图片或者标准以及具体的试验方案仅供参考,因为每个样品和项目都有所不同,所以最终以工程师告知的为准。

3.关于(样品量)的需求,最好是先咨询我们的工程师确定,避免不必要的样品损失。

4.加急试验周期一般是五个工作日左右,部分样品有所差异

5.如果对于(B6-Klhl22tm1小鼠,动物试验)还有什么疑问,可以咨询我们的工程师为您一一解答。

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