녹아웃(KO) 마우스 | Cyagen Korea

Cyagen의 칼럼 "Gene of the Week" 에서는 매주 인기 연구 분야에 따라 유전자 하나를 소개해 드리며, 유전자 기본 정보, 연구 개황과 응용 배경 등을 자세히 소개하며 과학 연구의 효율성 향상에 도움을 드립니다. 당신의 지속적인 관심을 부탁드립니다. 오늘 설명하고자 하는 주인공은 비알코올성 지방간, 비만, 당뇨병 대사질환의 발병기전에 중요한 역할을 하는 FGF21 유전자입니다.

 

FGF21 유전자 기본 정보

Species

Human

Mouse

Rat

Chromosome

19

7

1

Full Length (bp)

2807

1601

1244

mRNA (nt)

1347

947

627

Number of Exons

4

3

3

Number of Amino Acids

209

210

208

Gene Family

FGF19; FGF23; FGF14; FGF4; FGF16

 

Cyagen Mouse Models

Status

Custom

Catalog Models

Live Mice

Knockout (KO)

Conditional Knockout (cKO)

 

 

Cyagen에서 FGF21 Knock-Out 마우스 FGF21 Conditional Knock-Out 마우스를 제공하고 있으며, 필요한 경우 언제든지 저희에게 연락해 주십시오~

 

FGF21 유전자 연구 개황

FGF family 구성원은 광범위한 유사분열 및 세포 생존 활성을 가지며 배아 발달, 세포 성장, 형태 형성, 조직 복구, 종양 성장 및 침습을 비롯한 다양한 생물학적 과정에 참여합니다. 섬유아세포성장인자 21(FGF21)은 일종의 간 사이토카인입니다. 즉 간에서 분비되는 호르몬입니다. 시상하부 실방핵에 있는 FGF21 수용체는 신호전달을 통해 단순당 섭취와 단 음식 선호를 조절하고 측좌핵에서의 도파민 신경전달의 감소와 관련이 있습니다. FGF21의 기능은 주로 포도당 대사, 지질 대사 및 인슐린 저항성 측면에서 나타납니다.

 

FGF21과 관련된 질병에는 후천성 지방이영양증 및 간세포 투명 세포 암종이 포함됩니다. 관련 경로에는 지단백질 대사 및 호흡사슬 전자수송, 화학적 투과 결합에 의해 생성되는 ATP 및 결합 해제에 의해 생성되는 열이 포함됩니다. 이 유전자와 관련된 유전자 온톨로지(GO) 주석에는 성장 인자 활성 및 섬유아세포 성장 인자 수용체 결합이 포함됩니다. 포도당 수송체 SLC2A1/GLUT1(SLC2A4/GLUT4 발현이 아님)의 발현을 유도하여 분화된 지방세포에 의한 포도당 흡수를 자극합니다. 활성에는 KLB의 존재가 필요합니다.

 

그림 1. FGF21 유전자의 상호작용 단백질 네트워크 다이어그램

 

FGF21이 결핍된 마우스는 PGC-1α 발현에 대한 완전한 유도로 장기간의 단식과 손상된 글루코스 신생합성 및 케톤 생성에 대한 반응을 할 수 없습니다. 마우스에서 PPAR-α를 장기간 금식하면 간에서 FGF21이 강력하게 유도될 수 있으며, 더 나아가, 전사 공동 활성화제 PGC-1α를 유도하고 간의 포도당 신생합성, 지방산 산화 및 케톤 생성을 자극합니다. 백색 지방 조직에서 PPAR-γ는 또한 FGF21의 발현을 유도하는데, 이는 섭식 상태에서 대사를 조절할 수도 있음을 나타낼 수 있습니다. FGF21은 저단백 식이를 섭취하는 설치류 동물과 인간에서 유도되며, 식이 중 필수아미노산 메티오닌 수치의 감소도 FGF21 발현을 유도합니다. 간에서 FGF21을 특이적으로 녹아웃시킨 후 마우스는 지방간과 고지혈증이 발병했으며 혈청 케톤체 수치가 감소했습니다.

 

인간 조직에서 FGF21 유전자의 발현

그림 2. 인간과 마우스 FGF21 유전자 mRNA의 상대적인 발현 수준

 

따라서 인간의 건강을 위협하는 대사질환을 해결하기 위해서는 비만의 발병기전에 대한 이해를 높이고 효과적인 치료 방법을 모색할 필요가 있습니다. 동물 모델은 없어서는 안 될 연구 대상이 되었습니다. 현재 비만 동물 모델은 주로 식이 유발, 시상하부 손상, 내분비 장애 및 유전형의 4가지 범주로 나뉩니다. Cyagen은 동물 모델을 제작하는 전문가로서 다양한 비만 마우스 모델 및 표현형 분석 서비스를 제공할 수 있으며 연구 요구 사항에 따라 맞춤형 제품 및 서비스를 제공할 수도 있습니다.

 

대사 질환 모델

현재 당사는 다음과 같은 대사 질환 모델을 제공합니다. 문의 사항이 있거나 더 자세한 정보를 원하시면 저희에게 연락하여 전문적인 도움을 받으실 수 있습니다.

 

Metabolic Disease Models

Model Type

Obesity Mouse Models

Diet-induced obesity (DIO) Model

Diabetes Mellitus (DM) Mouse Models

Type 2 Diabetes Mellitus (T2DM) Mouse Model

Type 1 Diabetes Mellitus (T1DM) Mouse Model

Non-alcoholic Fatty Liver Disease (NAFLD) Mouse Models

Diet-induced Non-alcoholic Fatty Liver Disease (NAFLD) Mouse Model

Chemically Induced Non-alcoholic Fatty Liver Disease (NAFLD) Mouse Model

Non-alcoholic Fatty Liver Disease (NAFLD) Mouse Model (Gene-editing)

Composite (combined) Model - Non-alcoholic Fatty Liver Disease (NAFLD) Model

Atherosclerosis Mouse Model

Composite (combined) Model - Atherosclerosis Mouse Model

Atherosclerosis Mouse Model (Gene-editing)

Pancreatitis Mouse Models

Acute Pancreatitis Mouse Model

Chronic Pancreatitis Mouse Model

>> 대사 질환 모델에 대한 자세한 정보 알아보기

 

 

References:

1. Stephanie von Holstein-Rathlou S, BonDurant LD, Peltekian L, Naber MC, Yin TC, Claflin KE, Urizar AI, Madsen AN, Ratner C, Holst B, Karstoft K, Vandenbeuch A, Anderson CB, Cassell MD, Thompson AP, Solomon TP, Rahmouni K, Kinnamon SC, Pieper AA, Gillum MP, Potthoff MJ (February 2016). "FGF21 Mediates Endocrine Control of Simple Sugar Intake and Sweet Taste Preference by the Liver". Cell Metabolism. 23 (2): 335–43.

2. Talukdar S, Owen BM, Song P, Hernandez G, Zhang Y, Zhou Y, Scott WT, Paratala B, Turner T, Smith A, Bernardo B, Müller CP, Tang H, Mangelsdorf DJ, Goodwin B, Kliewer SA (February 2016). "FGF21 Regulates Sweet and Alcohol Preference". Cell Metabolism. 23 (2): 344–9.

3. Frayling TM, Beaumont RN, Jones SE, Yaghootkar H, Tuke MA, Ruth KS, Casanova F, West B, Locke J, Sharp S, Ji Y, Thompson W, Harrison J, Etheridge AS, Gallins PJ, Jima D, Wright F, Zhou Y, Innocenti F, Lindgren CM, Grarup N, Murray A, Freathy RM, Weedon MN, Tyrrell J, Wood AR (April 2018). "A Common Allele in FGF21 Associated with Sugar Intake Is Associated with Body Shape, Lower Total Body-Fat Percentage, and Higher Blood Pressure". Cell Reports. 23 (2): 327–336.

4. Shimazu T, Hirschey MD, Hua L, Dittenhafer-Reed KE, Schwer B, Lombard DB, Li Y, Bunkenborg J, Alt FW, Denu JM, Jacobson MP, Verdin E (December 2010). "SIRT3 deacetylates mitochondrial 3-hydroxy-3-methylglutaryl CoA synthase 2 and regulates ketone body production". Cell Metabolism. 12 (6): 654–61.

5. Markan KR, Naber MC, Ameka MK, Anderegg MD, Mangelsdorf DJ, Kliewer SA, Mohammadi M, Potthoff MJ (December 2014). "Circulating FGF21 is liver derived and enhances glucose uptake during refeeding and overfeeding". Diabetes. 63 (12): 4057–63.

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