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品系名稱:B6-Fezf2tm1小鼠
英文名稱:B6-Fezf2tm1 mouse
疾病名稱:神經管畸形
相關基因:Fezf2
背景品系:C57BL/6J
遺傳類型:基因敲除
繁殖方式:HOM X HOM
繁殖代數:NA
研究用途:用于研究神經管畸形、神經發育及信號轉導。
飼養環境:屏障或隔離環境
培育單位:北京華阜康生物科技股份有限公司、中國醫學科學院醫學實驗動物研究所
保種單位:中國醫學科學院醫學實驗動物研究所
資源鑒定:否
鑒定日期:暫無介紹
Fez家族鋅指蛋白2(Fezf2,又名Fezl,Zfp3 12),選擇性地表達于大腦皮質第V和Ⅵ皮層的下行性投射錐體神經元以及其前體細胞中。近來研究證實,Fezf2表達缺失對于第V和Ⅵ皮層錐體神經元的產生,移行和存活沒有顯著影響,但使下行性投射神經元投射至皮下靶區的軸突數量明顯減少,而保留的皮質下軸突投射失去了典型的緊密聯系的組織構造。對正常情況下不表達Fezf2的第1I和III皮層研究發現,其Fezf2的的異位表達使上皮質神經元獲得了一定的下行性投射錐體神經元的分子特性。這些結果都說明Fezf2對于皮質下軸突投射的形成和成束是必須的,且對其誘導和定向是充分的。另外,有研究證明,Fezf2可能與Ctip2形成信號通路,對神經元皮質下投射起到到了調控作用。異位表達Fezf2或者Ctip2均能使皮質問投射神經元產生皮質下投射。Fezf2是皮質深層錐體神經元的一個特異性標志物,其表達開始于產生這些神經元的早期VZ前體細胞。后期皮質前體細胞中Fezf2轉錄產物的缺失顯示,當上層皮質神經元形成時Fezf2的表達被關閉。當神經元形成分化后, Fezf2表達在深皮質皮下投射神經元中。這些研究表明Fezf2除了在早期VZ前體細胞中可能存在的作用外,也在深層錐體神經元中具有重要作用。Molyneaux et a1.等也報導了,Fezf2對皮質脊髓的運動神經元的產生和細化是必要的。
除了在大腦發育過程中起作用外,Fezf2在成熟小鼠、斑馬魚等動物體內仍有很高量的表達,但至于此時它所起的作用還不得而知。最近又有研究報導,Fezf2表達在成年斑馬魚端腦室區的放射狀神經膠質前體細胞中,并與神經干細胞和增殖細胞的標記物表達一致。另外發現,在成年斑馬魚中,視前區核丘腦下部是表達Fezf2的神經元發生地,此時Fezf2標記了前體細胞和分裂后的神經元。由此,作者建立了以Fezf2作為成年端腦室區前體細胞的一個新的標記物,這為之后Fezf2在成年脊椎動物中神經干細胞的保持和分化中所起的作用奠定了基礎。
作為轉錄因子的蛋白在胞漿中合成后轉運入核,其入核的時間往往與特定的生命活動緊密聯系。例如,細胞周期依賴性激酶5(Cdk5),表達在缺乏血清培養基中培養的NIH 3T3細胞的胞核中,當向培養基中加入血清后,細胞中的Cdk5呈現從胞核到胞漿的移動。而將Cdk5限制在胞核中后,破壞了細胞增殖周期,抑制了細胞分裂。此外還有許多研究,包括SIRTl,CRMP2,FOXP2等多種轉錄因子的入核行為已證實與特定的細胞活動密切相關。另如,轉錄因子Otxl,在胚胎的發育早期階段(E13-E15),高表達在側腦室前體細胞的胞漿中,在胚胎發育后期(E17一E19)和新生初期(P1-P3),表達在胞漿和胞核中,而在較為成熟的P13時的神經元中,則發現Otxl限制性表達在胞核中。這種從胞漿到胞核的遷移過程發生在出生后一周,正是深層皮質神經元皮下軸突投射發生修剪的時期。說明其在核內的限制性表達模式很有可能與軸突的定向投射,修剪等行為存在關聯性。
Fezf2表達的高峰出現于新形成的神經細胞中,此時軸突投射和突觸正處于形成和完善過程中,這讓我們猜測,其入核行為是否與該階段關鍵的軸突發育過程有關。
真核細胞的核膜是控制細胞質和細胞核之間進行物質交換的通透屏障。核孔復合物(nuclearporecomplexs,NPCs)是核內外物質轉運的通道。雖然大多數相對分子質量小于60000的蛋白質或直徑在9nm以下的物質都能通過核孔復合體而自由擴散,但是大分子蛋白質及許多特殊的小分子蛋白質必須通過其核定位信號(Nuclear localization signal,NLS)經主動運輸進入核內。NLS是一種存在于細胞內許多蛋白質中,并介導蛋白質由細胞質向細胞核內轉運的氨基酸序列,具有多樣性,作用機制也各有不同。近年來,關于核定位信號的研究已有很多并已被應用于功能研究及疾病的治療等方面。目前已知的NLS可分為以下幾類:①單一型(monopartite)NLS。最初發現存在于猿猴病毒40(SV40)的大T抗原中,是一個包含7個氨基酸(PKKKRKV)的短肽。現己證實,單一型NLS是~個由4~8個氨基酸組成的短肽,富含帶正電荷的Lys和舡g,通常還含有Pro。含有此類NLS的蛋白除SV40大T抗原外,還有MDM2,NF—κB,CDc25C等。②雙分型(bipartite)NLS。此種NLS是由兩簇堿性氨基酸組成,中間由10~12個非保守性氨基酸所分隔而形成的序列。 例如: 核質蛋白的NLSKRPAATKKAGQAKKKK(黑體部分)。含有此類NLS的蛋白質還有MTAl,帽結合蛋白,CBP80等。上述兩類典型的NLS蛋白質的核輸入介導蛋白可能相同。③其他類型NLS。除上述兩類典型的NLS外,還有一些無一定的序列特征的NLS,它們主要存在于能在細胞核和細胞質問穿梭的蛋白質中,包括M9,Rev,STAR-NLS,hTAP等。這些蛋白的NLS中,均含有三個或三個以上連續的帶正電荷的堿性氨基酸。
從目前發表的文獻來看,核定位信號的研究都是在體外培養的細胞上進行,使得NLS在體生命活動中所發揮的作用,功能以及其應用的研究具有一定的局限性,在體功能還有待進一步證實。
另外,Fezf2屬于鋅指蛋白家族成員,鋅指蛋白(zinc finger protein)是哺乳動物細胞內含量最豐富的蛋白質模體(motif),是各種特異性DNA結合蛋白質中最大的一個類別。具統計大約有1%的人類基因(700至900個)編碼鋅指蛋白。這些鋅指蛋白由于其自身的結構特點,可以選擇性的結合特異的靶結構,使其在基因的表達調控、細胞分化、胚胎發育等生命過程中發揮重要作用。結合有鋅的神經元也被稱為“含鋅神經元",該類神經元似乎在哺乳動物的大腦皮質中組成了一條“化學專線"。鋅對于這類神經元中眾多的蛋白的結構和功能都起到了非常重要的作用,包括調控,結構和酶活性。在中樞神經系統中,鋅離子還有另外的作用,它富集于一類特定的偶發神經元的突觸囊泡中,作為神經分泌因子或者輔因子。
大多數鋅類神經元都是谷氨酸能神經元,但只有部分的谷氨酸能神經元才是鋅類神經元。這種相關性似乎說明鋅在神經元細胞中對于谷氨酸鹽的儲存,釋放及重吸收或對谷氨酸鹽受體的調控方面可能起到了重要的作用。
盡管如此,我們對于大腦中含鋅類神經元所形成的神經回路起到的作用仍舊知之甚少。從1967年Finn-MogensHaug首次發現含鋅的突觸前囊至今已有四十多年了,但這方面的研究時常被忽略。關于為什么鋅會富集于某些神經元的囊泡中這個問題,至今仍少有探究。Fezf2作為典型的鋅指蛋白,雖然從結構上預測可能為轉錄因子,但不能排除其作為鋅結合蛋白在含鋅神經元中參與調節谷氨酸受體的表達。同時,從結構上分析,Fezf2也缺少典型的入核信號,因此,Fezf2也可能在細胞漿中發揮作用【1】。
有報道指出Fezf2在小鼠中自E10.5的側腦室前體細胞中開始至新生早期,一直定位于細胞核中; Fezf2含有主動入核的多肽,可以將大分子(倆個GFP)帶入核內;在Fezf2基因中,位于704-1132的堿基序列,對應第219.362位的氨基酸序列對于入核行為起到關鍵作用;3 18位的組氨酸(H)是入核所必需的【1】。
有報道指出, Fezf2基因與神經管缺陷(NTDs)有關。 此外,研究Fezf2基因是否與Notch和Wnt/β-catenin信號通路有關,檢測相關蛋白的表達,如Hes5、Notch1、DLL3【2】。
有報道指出,選取了斑馬魚間腦神經發育為研究對象,探究了調控神經分化的機制,發現在進化中保守的前腦特異鋅指結構轉錄因子Fezf2(又稱為Fezl)能夠調控間腦結節后和下丘腦區域(PT/H區域)多種神經元協調產生。Fezf2功能喪失不僅影響PT/H區域多巴胺能神經元、5-羥色胺能神經元和催產素能神經元的發育,也會導致該區域GABA神經元和其它一些Islet1陽性中間神經元的缺失;在早期神經元發育受損的同時,少突神經膠質細胞前體細胞標志之一Olig2的表達卻增加了。進一步的分析發現,受Fezf2影響的PT/H區域多巴胺能神經元、5-羥色胺能神經元和GABA神經元在發育的相同階段產生。與不同神經前體細胞分化和不同神經元命運相關的proneural基因neurogenin1和ascl1a以及在多巴胺能神經元中表達的otpb和在分化中的GABA神經元中表達的dlx2都是Fezf2作用的下游因子,表明Fezf2通過在發育早期建立表達不同proneural基因的神經前體細胞群體來協調不同類型神經元的發育,同時也能調控在特異神經元中表達的決定因子,在發育的不同階段調控了神經細胞的命運。Fezf2激活前體細胞中proneural基因的表達能夠活化相鄰細胞中的Notch信號通路,而活化了的Notch信號通路則抑制fezf2的表達。由此可見,前腦特異的轉錄因子Fezf2能夠調控多種神經元的協調發育并受到Notch信號通路的負反饋調控。事實上,存在于特定區域前體細胞中的調控因子(如前腦中的Fezf2)與Notch信號通路間的相互調控可能是在器官發育過程中協調不同類型細胞有序產生的普遍機制【3】。Fezf2屬于鋅指蛋白家族成員,鋅指蛋白(zinc finger protein)是哺乳動物細胞內含量最豐富的蛋白質模體(motif),是各種特異性DNA結合蛋白質中最大的一個類別。
飼料營養成分:水分≤10%;粗蛋白≥20%;粗脂肪≥4%;粗纖維≤5%;粗灰分≤8%;鈣1.0-1.8%;磷0.6-1.2%。
生長曲線:無壽命:1-2年解剖學:無繁殖學:近交繁殖自發異常:無生理生化指標:無
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