智鼠故事 
C57BL/6JCya-Spin1em1flox/Cya 条件性基因敲除小鼠
产品名称：
Spin1-flox
产品编号：
S-CKO-05220
品系背景：
C57BL/6JCya
* 使用本品系发表的文献需注明：Spin1-flox mice (Strain S-CKO-05220) were purchased from Cyagen.
交付类型
周龄
性别
基因型
数量
只
基本信息
品系名称
C57BL/6JCya-Spin1em1flox/Cya
品系编号
CKOCMP-20729-Spin1-B6J-VA
产品编号
S-CKO-05220
基因名
Spin1
品系背景
C57BL/6JCya
基因别称
SSEC P; Spin
NCBI号
修饰方式
条件性基因敲除
品系说明
该品系是基于策略设计时的数据库信息制作而成，建议您在购买前查询最新的数据库和相关文献，以获取最准确的表型信息。
小鼠表型
MGI:109242 Mice homozygous for a gene trapped allele display complete postnatal lethality. Although mutant female mice exhibit normal follicular development and oocyte growth, fully grown oocytes are defective in resuming meiosis.
质控标准
精子检测
① 冷冻前验证精子活力观察
② 冷冻验证每批次进行复苏验证
品系状态
活体
环境标准
SPF
供应地区
全球范围
品系详情
Spin1位于小鼠的13号染色体，采用基因编辑技术，通过高通量电转受精卵方式，获得Spin1基因条件性敲除小鼠，性成熟后取精子冻存。
Spin1-flox小鼠是由赛业生物（Cyagen）采用基因编辑技术构建的条件性敲除小鼠模型。Spin1基因位于小鼠13号染色体上，包含六个外显子，其中ATG起始密码子在2号外显子，TAG终止密码子在6号外显子。为了构建Spin1-flox小鼠模型，赛业生物（Cyagen）选择了4号外显子作为条件性敲除区域（cKO区域）。这个区域包含了254个碱基对的编码序列。删除这个区域会导致小鼠Spin1基因功能的丧失。
为了构建Spin1-flox小鼠模型，赛业生物（Cyagen）首先使用PCR技术，以BAC克隆RP23-284J13为模板，生成了同源臂和cKO区域。随后，这些区域被用于构建靶向载体。将靶向载体和核糖核蛋白（RNP）共同注入受精卵中，通过基因编辑技术对小鼠进行基因改造。
出生的小鼠通过PCR和测序分析进行基因型鉴定。携带敲除等位基因的小鼠表现出完全的出生后致死性。虽然突变雌性小鼠的卵泡发育和卵母细胞生长正常，但成熟的卵母细胞在恢复减数分裂方面存在缺陷。此外，敲除4号外显子会导致基因的移码突变，覆盖了编码区域的32.32%。5'-loxP位点的插入位于3号内含子，长度为11383个碱基对，而3'-loxP位点的插入位于4号内含子，长度为4691个碱基对。有效的cKO区域大小约为0.8千碱基对。
该策略是基于现有数据库中的遗传信息设计的。由于生物过程的复杂性，现有的技术水平无法预测loxP插入对基因转录、RNA剪接和蛋白质翻译的影响。然而，该模型可用于研究Spin1基因在小鼠体内的功能。
基因研究概述
Spin1，也称为Spindlin 1，是一种重要的染色质修饰阅读器蛋白。它主要结合组蛋白H3上的甲基化位点，如H3K4me3和H3R8me2a，从而参与调控基因表达和细胞功能。Spin1在多种生物学过程中发挥重要作用，包括细胞周期、细胞增殖、细胞凋亡、细胞分化和肿瘤发生等。
在非小细胞肺癌（NSCLC）中，Spin1的表达水平与肿瘤的发生和进展密切相关。研究发现，Spin1在NSCLC组织和细胞系中的表达水平明显高于正常对照组，且Spin1的高表达与NSCLC患者的疾病进展和不良预后密切相关。进一步研究发现，Spin1的敲低可以抑制NSCLC细胞的增殖、迁移和侵袭，降低细胞的克隆形成能力，并提高NSCLC细胞的放射敏感性。此外，Spin1还可以通过调节FOXM1的表达来影响NSCLC细胞的放疗抵抗性[1]。
除了在肿瘤发生中的作用，Spin1还参与调控rRNA基因的表达。研究发现，Spin1在细胞核仁中富集，并通过其N端区域的核仁定位信号发挥作用。此外，Spin1除了识别H3K4me3位点外，还可以识别H3R8me2a位点，从而促进rRNA基因的表达。Spin1通过其H3K4me3-R8me2a阅读功能，参与选择性因子1（SL1）复合物的组装，可能通过促进rDNA转录的启动来发挥作用[2]。
Spin1还与脂质代谢密切相关。研究发现，Spin1在肝细胞癌（HCC）组织和细胞系中高表达，且Spin1的高表达与HCC的恶性程度呈正相关。Spin1可以通过增加细胞内甘油三酯、胆固醇和脂滴的含量来调节HCC细胞的脂质代谢，从而显著增强HCC细胞的增殖能力。机制研究表明，Spin1可以上调FASN的表达，并通过与SREBP1c的相互作用来促进FASN的转录。因此，Spin1可能成为HCC治疗的潜在靶点[3]。
此外，Spin1还参与调控骨骼肌的发育。研究发现，Spin1在骨骼肌前体细胞中的敲除会导致小鼠出生后不久死亡，表现为严重的肌节紊乱和坏死。存活的Spin1敲除小鼠生长迟缓，在比目鱼肌、胫前肌和膈肌中表现出最明显的缺陷。转录组分析表明，Spin1敲除小鼠的肢体肌肉在胚胎第15.5天、第16.5天和3周龄时表现出异常的胎肌生成，并鉴定出失调的骨骼肌功能网络。基因组范围的染色质占据分析表明，Spin1直接靶基因和失调的基本螺旋-环-螺旋转录因子网络导致了Spin1敲除小鼠的发育缺陷。此外，组织学和转录组分析的相关性研究表明，Titin相关蛋白的异常表达、异常的糖原代谢和神经肌肉接头的缺陷导致了Spin1敲除小鼠的骨骼肌病理[4]。
除了在上述生物学过程中的作用，Spin1还与胃癌的发生和发展密切相关。研究发现，Spin1在胃癌组织和细胞系中的表达水平明显高于正常对照组，且Spin1的高表达与胃癌患者的预后不良密切相关。进一步研究发现，Spin1可以增强胃癌细胞的增殖、迁移和侵袭能力，促进细胞周期的进展。机制研究表明，Spin1可以通过结合MDM2启动子区域的H3K4me3位点来激活MDM2-p21-E2F1信号通路，从而维持胃癌细胞的增殖。此外，E2F1还可以直接结合SPIN1启动子并激活其转录，从而形成一个正反馈回路。因此，Spin1可能成为胃癌的潜在治疗靶点[5]。
Spin1还与结直肠癌的发生和发展密切相关。研究发现，Spin1在结直肠癌组织和细胞系中频繁过表达，且其高表达与结直肠癌的进展和淋巴结转移呈正相关。进一步研究发现，Spin1的敲低可以抑制结直肠癌细胞的生长、迁移和侵袭，通过失活Wnt/β-catenin信号通路来发挥作用。此外，miR-381可以靶向SPIN1并抑制其表达，从而抑制结直肠癌细胞的增殖和侵袭。因此，miR-381/SPIN1轴可能成为结直肠癌治疗的潜在靶点[6]。
此外，Spin1还参与调控piRNA途径的精确性。研究发现，SPIN1与SPOCD1相互作用，而SPOCD1是piRNA途径中DNA甲基化的关键蛋白。SPIN1在年轻、活跃的转座子转录本上标记H3K4me3、H3K9me3和SPIN1，从而确保piRNA途径中DNA甲基化的精确性。此外，SPIN1的表达先于SPOCD1和MIWI2，表明SPIN1在piRNA途径中发挥重要作用。因此，SPIN1/SPOCD1相互作用对于piRNA途径的精确性和精子的发生至关重要[7]。
此外，Spin1还可以通过其N端无序区域（IDR）形成相分离的液滴，从而参与组蛋白甲基化的读取和肿瘤发生。研究发现，SPIN1-IDR可以促进组蛋白甲基转移酶MLL1的募集，并富集H3K4甲基化标记。此外，SPIN1-IDR还可以增强SPIN1在全基因组范围内的染色质结合，并促进其定位到与MAPK信号通路相关的基因。因此，SPIN1-IDR在调控SPIN1的活性和组蛋白甲基化读取中发挥重要作用，并与肿瘤发生相关[8]。
此外，Spin1还参与调控水稻的抽穗时间。研究发现，SPIN1与SPL11相互作用，而SPL11是水稻中的E3泛素连接酶，可以负调节细胞死亡和疾病抵抗。SPIN1可以结合RNA和DNA，并通过Hd1依赖性机制下调抽穗促进基因Hd3a的表达来抑制水稻的抽穗。此外，SPIN1还可以通过Hd1非依赖性机制在长日照条件下抑制水稻的抽穗。因此，SPIN1是水稻抽穗时间的负调节因子，而SPL11通过泛素化修饰来负调节SPIN1的表达[9]。
此外，Spin1还与人类癌症中的肿瘤发生有关。研究发现，SPIN1可以与人类RPL5/uL18结合，而uL18是MDM2-p53信号通路中的关键蛋白。SPIN1的敲除可以激活p53，抑制细胞生长，降低克隆形成能力，并诱导人类癌细胞凋亡。机制研究表明，SPIN1可以将uL18隔离在核仁中，防止其与MDM2相互作用，从而减轻uL18介导的MDM2对p53的泛素化。因此，SPIN1的致癌性质可能与其对uL18的负调节作用有关，导致p53失活[10]。
综上所述，Spin1是一种重要的染色质修饰阅读器蛋白，参与调控基因表达和细胞功能。Spin1在多种生物学过程中发挥重要作用，包括细胞周期、细胞增殖、细胞凋亡、细胞分化和肿瘤发生等。Spin1在多种疾病中发挥重要作用，包括NSCLC、HCC、胃癌、结直肠癌和piRNA途径等。此外，Spin1还具有独立的染色质调控功能，影响基因表达和干细胞的多能性维持。因此，Spin1的研究有助于深入理解染色质修饰的生物学功能和疾病发生机制，为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献：
1. Zhong, Min, Fang, Zhi, Zou, Juntao, Xiang, Xiaojun, Fang, Ziling. 2024. SPIN1 accelerates tumorigenesis and confers radioresistance in non-small cell lung cancer by orchestrating the FOXO3a/FOXM1 axis. In Cell death & disease, 15, 832. doi:10.1038/s41419-024-07225-0. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39548064/
2. Zhang, Xiaolei, Zhu, Guixin, Su, Xiaonan, Li, Haitao, Wu, Wei. 2018. Nucleolar localization signal and histone methylation reader function is required for SPIN1 to promote rRNA gene expression. In Biochemical and biophysical research communications, 505, 325-332. doi:10.1016/j.bbrc.2018.09.098. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30249398/
3. Zhao, Man, Bu, Yanan, Feng, Jinyan, Wang, Jiapei, Zhang, Xiaodong. 2019. SPIN1 triggers abnormal lipid metabolism and enhances tumor growth in liver cancer. In Cancer letters, 470, 54-63. doi:10.1016/j.canlet.2019.11.032. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31790762/
4. Greschik, Holger, Duteil, Delphine, Messaddeq, Nadia, Günther, Thomas, Schüle, Roland. 2017. The histone code reader Spin1 controls skeletal muscle development. In Cell death & disease, 8, e3173. doi:10.1038/cddis.2017.468. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29168801/
5. Lv, Bei-Bei, Ma, Ran-Ran, Chen, Xu, Liu, Hai-Ting, Gao, Peng. 2020. E2F1-activated SPIN1 promotes tumor growth via a MDM2-p21-E2F1 feedback loop in gastric cancer. In Molecular oncology, 14, 2629-2645. doi:10.1002/1878-0261.12778. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32767629/
6. Zhou, Ling, Wang, Heng, Fang, Zhi, Xiang, Xiaojun, Fang, Ziling. . The microRNA-381(miR-381)/Spindlin1(SPIN1) axis contributes to cell proliferation and invasion of colorectal cancer cells by regulating the Wnt/β-catenin pathway. In Bioengineered, 12, 12036-12048. doi:10.1080/21655979.2021.2003663. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34753384/
7. Dias Mirandela, Madeleine, Zoch, Ansgar, Leismann, Jessica, Barau, Joan, O'Carroll, Dónal. 2024. Two-factor authentication underpins the precision of the piRNA pathway. In Nature, 634, 979-985. doi:10.1038/s41586-024-07963-3. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39294378/
8. Wang, Yukun, Chen, Yuhan, Li, Mengyao, Yan, Zhenzhen, Wu, Chen. . Phase separation of SPIN1 through its IDR facilitates histone methylation readout and tumorigenesis. In Journal of molecular cell biology, 16, . doi:10.1093/jmcb/mjae024. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38777743/
9. Vega-Sánchez, Miguel E, Zeng, Lirong, Chen, Songbiao, Leung, Hei, Wang, Guo-Liang. 2008. SPIN1, a K homology domain protein negatively regulated and ubiquitinated by the E3 ubiquitin ligase SPL11, is involved in flowering time control in rice. In The Plant cell, 20, 1456-69. doi:10.1105/tpc.108.058610. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18586868/
10. Fang, Ziling, Cao, Bo, Liao, Jun-Ming, Xiong, Jianping, Lu, Hua. 2018. SPIN1 promotes tumorigenesis by blocking the uL18 (universal large ribosomal subunit protein 18)-MDM2-p53 pathway in human cancer. In eLife, 7, . doi:10.7554/eLife.31275. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29547122/
