Gstm1基因与模型小鼠的介绍与应用

今天和大家见面的是Gstm1基因敲除小鼠。

Gstm1基因
该基因编码mu类谷胱甘肽S-转移酶。mu类酶通过与谷胱甘肽结合，可在亲电子化合物（包括致癌物、治疗药物、环境毒素和氧化应激产物）的解毒中发挥作用。研究表明，编码mu类酶的基因位于染色体1p13.3上，具有高度的多态性。该基因的突变会改变个体对致癌物和毒素的易感性，并会影响某些药物的毒性和功效。该基因的敲除与多种癌症的风险增加有关，其机制可能是由于机体对环境毒素和致癌物的易感性增加。
 

表1. Gstm1的基本信息
备注：标有√的意为赛业红鼠资源库有该种保存状态的小鼠

Gstm1基因敲除
2017年的一项研究发现，Gstm1基因敲除纯合小鼠对1,2-二氯-4-硝基苯的代谢能力降低，不同等位基因敲除的纯合小鼠行为异常，且对丙戊酸的反应发生变化，小脑中的血清素和多巴胺水平升高。研究人员通过在1~5号外显子内插入loxP-Neo-loxP元件导致Gstm1基因被破坏。基因敲除小鼠小脑中血清素、多巴胺较WT小鼠显著升高，经丙戊酸治疗后血清素、多巴胺含量降低（表2）^[5]。
 

表2. Gstm1基因敲除纯合小鼠小脑神经化学^[5]。

2006年的一项研究发现，Gstm1敲除纯合与杂合小鼠肝脏和肾脏谷胱甘肽转移酶（GST）对1-氯-2,4-二硝基苯 (CDNB)的活性及GST对1,2-二氯-4 硝基苯 (DCNB) 的活性显著降低（图3）^[6]。
 

图1. Gstm1敲除小鼠肝脏和肾脏细胞溶质样本中的GST-C和GST-D活性^[6]。（空心条、灰色条和实心条分别表示野生型、杂合子和纯合子）
 

小结
小鼠Gstm1基因功能的丧失与多种肿瘤的风险增加有关，这可能是由于对环境毒素和致癌物的易感性增加。鉴于石棉沉着症与口腔白斑都是环境诱导所致并会进一步恶化为肿瘤，所以这些Gstm1敲除小鼠可能为此类病症表型的药理学研究提供重要的动物模型。

参考文献：
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