Cul5-Flox小鼠是一款条件性基因敲除小鼠,可用于在特定细胞或组织类型中研究cullin-5(CUL5)的功能。CUL5由Cul5基因编码,也曾被称为血管加压素激活的钙动员受体1(vasopressin-activated calcium-mobilizing receptor 1,VACM-1)。CUL5是cullin-5-RING E3泛素连接酶复合物(CRL5,又称ECS复合物)的核心支架蛋白,与作为催化组分的RING蛋白RBX2(又名RNF7)、Elongin B和Elongin C共同组装;复合物中含SOCS box的蛋白作为可变的底物受体,决定其识别哪些底物。通过这种组装方式,CRL5介导底物蛋白的泛素化及随后的蛋白酶体降解。CUL5的活性还受翻译后修饰调控,发生neddylation(NEDD8修饰)后,其泛素化活性增强,并可阻止抑制因子CAND1的结合。
已报道的CRL5底物涉及多条通路,包括促红细胞生成素受体(erythropoietin receptor,EPOR)和生长激素受体(growth hormone receptor,GHR)、先天免疫相关的环GMP-AMP合酶(cyclic GMP-AMP synthase,cGAS),以及多种与细胞黏附和迁移相关的蛋白。此外,HIV-1病毒蛋白Vif可借助CUL5组装泛素连接酶复合物,促使宿主抗病毒蛋白APOBEC3G等被降解。CUL5在多种细胞类型中均有表达,组织特异性较低。
为什么需要条件性敲除
CRL5识别哪些底物取决于与之结合的SOCS box受体,因此CUL5在不同细胞中调控的蛋白可能各不相同;加之其表达广泛,若采用全身性基因敲除,观察到的表型可能是多种细胞、多条通路共同改变的结果,难以归因到某一类细胞。在研究者关注的细胞类型中单独敲除该基因,有助于分析CRL5在这一细胞背景中的作用。
条件性基因敲除为此提供了可行的方案:借助Cre-loxP重组系统,Cre重组酶识别loxP位点并切除两个位点之间的DNA片段,基因敲除仅发生在表达Cre的细胞或组织中。
品系构建策略
南模生物Cul5-Flox小鼠在小鼠Cul5基因第5外显子(exon5)两侧分别插入loxP位点。该品系可与组织特异性Cre工具鼠交配,获得在特定细胞类型或组织中敲除Cul5基因的小鼠模型。
使用方式
研究者可根据所关注的组织或细胞类型,选择相应的组织特异性Cre工具鼠与该品系交配,经后续繁育获得在目标细胞中缺失Cul5的实验动物。借助这类模型,可在特定细胞类型中探究CRL5介导的蛋白降解与细胞因子受体信号、先天免疫、细胞黏附和迁移等过程的关系,并观察相应的生理或病理表型。