条件性Enpp1Floxp敲除小鼠模型

2023-12-21 15:21:47

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摘要：低磷性佝偻病（Hypophosphatemicriskers）是儿童常见的代谢性骨病，是由于各种原因引起肾小管对磷的重吸收障碍，从而导致骨发育不良的一组肾失磷性代谢性骨病，临床表现为低磷血症、身材矮小、双下肢骨骼畸形。儿童期的低磷性佝偻病多为遗传性，包括常染色体显性遗传（ADHR）、常染色体隐性遗传（ARHR）、X连锁遗传（XLHR）、伴高钙尿症的遗传性低磷性佝偻病（HHRH）等。Enpp1基因是已确定的可导致低磷性佝偻病的基因之一，属于常染色体隐性遗传。婴儿全身动脉钙化(Generalized Arte
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CSTR:16397.09.0C01000189

资源中文名称

条件性Enpp1-Floxp敲除小鼠模型

资源英文名称

Enpp1-Floxp conditional knockout mouse model

疾病概述

低磷性佝偻病（Hypophosphatemicriskers）是儿童常见的代谢性骨病，是由于各种原因引起肾小管对磷的重吸收障碍，从而导致骨发育不良的一组肾失磷性代谢性骨病，临床表现为低磷血症、身材矮小、双下肢骨骼畸形。儿童期的低磷性佝偻病多为遗传性，包括常染色体显性遗传（ADHR）、常染色体隐性遗传（ARHR）、X连锁遗传（XLHR）、伴高钙尿症的遗传性低磷性佝偻病（HHRH）等。Enpp1基因是已确定的可导致低磷性佝偻病的基因之一，属于常染色体隐性遗传。婴儿全身动脉钙化(Generalized Arterial Calcification of Infancy，GACI)是少见的疾病，其特点是伴不规则内膜增厚的弥漫性动脉钙化，冠状动脉受累，通常在9个月前死亡。Enpp1基因也被证实与GACI有关。它编码的蛋白是一种II型跨膜糖蛋白，属于核苷焦磷酸酶/磷酸二酯酶家族，最早发现于浆细胞（PC）中；在许多非淋巴组织中表达，包括软骨、心脏、肾脏、肝脏和唾液腺，并在软骨细胞、成骨细胞和血管平滑肌细胞中高表达；参与多种生物学途径。首先，ENPP1蛋白具有广泛的底物特异性，包括ATP、UTP、cAMP和2'3'-cGAMP。该酶催化5' -磷酸二酯酶键，主要在ATP中，生成核苷5'-单磷酸和无机焦磷酸盐(PPi)，后者是骨形成过程中矿物结晶的抑制剂。对于Enpp1基因进行失活突变或基因沉默的小鼠，由于关节和椎旁韧带过度钙化，表现出“关节僵硬”和“踮脚走路”的表型。Enpp1突变也会导致小鼠和人类的血管钙化，导致人类常染色体隐性低磷血症性佝偻病(ARHR)或婴儿期广义动脉钙化(GACI)。其次，ENPP1通过将ATP分解为AMP来介导核苷酸循环，而AMP再被5'核苷酸酶转化为腺苷，腺苷则被自由地运输到细胞中进行新陈代谢。ATP和腺苷都具有免疫调节功能。第三，ENPP1参与脂肪细胞分化，并在碳水化合物代谢和胰岛素抵抗中发挥作用；ENPP1与胰岛素受体结合，抑制下游信号通路，从而诱导胰岛素抵抗和葡萄糖耐受。第四，ENPP1对于正常B细胞的发育是必不可少的，而且对于长寿浆细胞（LLPC）的发育和生存更是至关重要。Enpp1突变模型也应用于衰老研究。

实验动物背景信息

C57BL/6J小鼠

模型制作方法

基因敲除构建设计

模型表型数据

条件性Enpp1-Floxp敲除小鼠杂合子采用PCR方式进行基因敲除的鉴定。

（1）引物信息：见表1

表4. 鉴定引物序列

引物设计	引物名称	引物序列（5’-3’）	PCR产物大小
跑胶检测L端floxp插入情况	F1	CTGGAGTTGAGGCTCAGGTG	KI：225 bp WT：191 bp
跑胶检测L端floxp插入情况	R1	TGGAACCCAAGCTGGCATC	KI：225 bp WT：191 bp
跑胶检测R端floxp插入情况	F2	TGTACCCTACCAAGACGTTTCC	KI：236 bp WT：202 bp
跑胶检测R端floxp插入情况	R2	TTCCGGATAAAGTCCCTAAGG	KI：236 bp WT：202 bp
测序检测两端floxp插入情况	F	ACAGCTGACTCCTCCGTTCC	KI：1196 bp WT：1128 bp
测序检测两端floxp插入情况	R	GTTTGCCGAAATTCCTACGG	KI：1196 bp WT：1128 bp

引物不同组合检测分析：

F1+R1引物PCR检测L端floxp插入情况：

①纯合子（f/f）：只有一条KI：225 bp带

②杂合子（f/w）：两条带，一条为KI：225 bp，一条为WT：191 bp

③野生型（wt）：只有一条WT：225 bp带

F2+R2引物PCR检测R端floxp插入情况：

①纯合子（f/f）：只有一条KI：236 bp带

②杂合子（f/w）：两条带，一条为KI：236 bp，一条为WT：202 bp

③野生型（wt）：只有一条WT：202 bp带

F+R引物PCR检测两端floxp插入情况：

需要测序判断，测序引物为F(或R1)和F(或F2)

①纯合子（f/f）：测序峰型为单峰，比对与Donor序列一致，插入两个floxp序列

②杂合子（f/w）：测序峰型为双峰，能读出含有floxp序列的套峰

③野生型（wt）：测序峰型为单峰，比对与野生型序列一致

测序结果：将F/R 引物扩增的PCR 产物测序确认该小鼠为均为两端精确插入floxp列的杂合子，具体见图3。黑色箭头代表野生型序列，红色箭头代表插入的序列，L端和R端测序的峰形分析，都可确认该小鼠floxp序列（ATAACTTCGTATAGCATACATTATACGAAGTTAT）精确插入指定位置。说明条件性Enpp1-floxp敲除小鼠构建成功。

L端floxp插入分析（测序引物：F）

R端flxop插入分析（测序引物：R）

图3. F/R 引物扩增的PCR 产物测序结果

我们的承诺

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