Snai1基因編碼的核蛋白，參與誘導上皮間質轉化（EMT）、胚胎中胚層的形成和維持、生長停滯、存活和細胞遷移，該基因的異常與胚胎發育異常有關。

賽業生物《每周一鼠》，每周五更新，為大家講解一個小鼠模型的故事，希望對大家了解不同的小鼠模型有所幫助。今天和大家見面的是Snai1基因編輯小鼠

⭐ Snai1基因簡介
​果蠅蝸牛蛋白是一種鋅指轉錄抑制因子，可下調中胚層內外胚層基因的表達，Snai1基因編碼的核蛋白在結構上與果蠅蝸牛蛋白相似，也被認為對發育中的胚胎中胚層形成至關重要。該基因參與誘導上皮間質轉化（EMT）、胚胎中胚層的形成和維持、生長停滯、存活和細胞遷移。其相關途徑包括胚胎、誘導多能干細胞、譜系特異性標志物以及細胞骨架重塑Rho GTPa酶對肌動蛋白細胞骨架的調控。

圖1. Snai1基因相關信息
（來源：https://rddc.tsinghua-gd.org/）

圖2. Snai1蛋白結構
（來源：https://alphafold.ebi.ac.uk/）

⭐ Snai1相關疾病介紹
Snai1基因參與誘導上皮間質轉化（EMT）、胚胎中胚層的形成和維持、生長停滯、存活和細胞遷移等。
胚胎發育是從受精卵到胚胎出離卵膜的過程。脊椎動物的胚胎發育是由具有干細胞樣特性的專用軸向祖細胞以從頭到尾順序發育。胚胎發育異常的誘因多種，如染色體異常（影響正常發育、畸形）、內分泌因素（母本內分泌失調，孕酮等激素分泌異常)、存在免疫性抗體、化學物品、感染以及煙酒等。胚胎發育異常多表現為畸形、停止發育、胎心弱等，該病遵循對癥治療的原則，畸形者多采取引流的措施[1,2]。

⭐ Snai1條件性基因敲除小鼠
Murray SA[3]等人在Snai1基因1號和2號外顯子兩側插入loxp位點，產生Snai1flox/flox小鼠（圖3）。

Dias A等人將Snai1flox/flox小鼠與Meox2-Cre雜交，產生外胚層特異性Snai1敲除小鼠。研究結果表明，E9.5時，Snai1-cKO（Meox2-Cre+/0;Snai1flox/−）胚胎小于WT小鼠胚胎，Snai1-cKO胚胎的尾芽被胚胎軀干區域尾部突出的突起所取代，該突起由一個上皮樣層組成，該層向后延伸至軀干神經管（圖4）。以上結果表明，Snai1是軸向祖細胞形成尾芽所必需基因[2]。

Murray SA[4]等人將Snai1flox/flox小鼠與Meox2-Cre雜交，產生外胚層特異性Snai1敲除小鼠（Snai1-cKO）。研究結果表明，在E8.5時，與WT胚胎相比，Snai1-cKO胚胎表現出發育不良的尿囊，其未能與絨毛膜融合，并在靠近原始條紋的背側突出的后部凸起，凸出的條紋區域有異位E-鈣粘蛋白表達，突變胚胎的凸起部可見大量凋亡細胞（圖5）。結果表明，Snai1-cKO胚胎中的原始條紋缺陷。

圖3. Snai1flox/flox小鼠構建方式。

圖4. Snai1-cKO小鼠維亞發育異常表型

圖注：A：在E9.5野生型（WT）和Snai1-cKO胚胎中與所示探針進行整體原位雜交。僅有Snai1-cKO胚胎（紅色箭頭）尾部突起的上皮細胞出現軸向祖細胞相關標志物Fgf8、Nkx1-2、Cyp26a1異常。Tbx6除了在其間充質表達外，在凸起的上皮樣成分（黑色箭頭）中也觀察到Tbx6表達。Msgn1存在于前體中胚層和凸起的間充質成分中。圖中Noto染色胚胎中的白色箭頭表示小鼠脊索在沒有Snai1的情況下分叉或倒置生長。Snai1-cKO胚胎的凸起區域（白色箭頭）檢測不到Sox2表達。Foxa2標記胚胎（黑色箭頭）指出Snai1-cKO胚胎中腸內胚層后端的異常定位。B：E9.5 Snai1-cKO和WT后/尾結構的3D重建：神經管（綠色）、開放外胚層（淺綠色）、體前中胚層（淺藍色）、體節（深藍色）、脊索（紅色）和內胚層（黃色）。在這個階段，Snai1-cKO胚胎的異位隆起形成了一種類似于異常延伸的開放外胚層的結構，而閉合的神經板未能向尾側延伸。脊索通常分叉，一端在后腸內胚層之后，與胚胎結構的其余部分分離（黑色箭頭）。

圖5. Snai1-cKO小鼠發育異常表型

圖注：A~C：E8.5 時 Snai1-cKO胚胎后部形態的缺陷，在后部原始條紋中觀察到一個突出的凸起; B、C：T基因的整體原位雜交以觀察中胚層形貌。D~F: 對照（D）和Snai1-KO（E和F）胚胎橫切面的蘇木精和伊紅染色。G-I：對照和突變胚胎的E-鈣粘蛋白免疫熒光顯示E-鈣粘蛋白表達（箭頭）保留在原始條紋區域。J-L：TUNEL染色表明突變胚胎凸出的原始條紋區域中新生中胚層的廣泛凋亡（K中的箭頭）。M-O：通過磷酸組蛋白H3免疫染色鑒定的有絲分裂細胞，表明Snai1-cKO胚胎的增殖水平正常。

⭐ 總結
小鼠Snai1功能的喪失所致的胚胎發育異常具有潛在臨床價值，對該基因的深入研究有助于探討胚胎發育異常的發病機制，同時亦有助于此類疾病治療新方法的研究。

⭐ 參考文獻

1.Stern CD, Charité J, Deschamps J, Duboule D, Durston AJ, Kmita M, Nicolas JF, Palmeirim I, Smith JC, Wolpert L. Head-tail patterning of the vertebrate embryo: one, two or many unresolved problems? Int J Dev Biol. 2006;50(1):3-15. doi: 10.1387/ijdb.052095cs. PMID: 16323073.

2. Dias A, Lozovska A, Wymeersch FJ, Nóvoa A, Binagui-Casas A, Sobral D, Martins GG, Wilson V, Mallo M. A Tgfbr1/Snai1-dependent developmental module at the core of vertebrate axial elongation. Elife. 2020 Jun 29;9:e56615. doi: 10.7554/eLife.56615. PMID: 32597756; PMCID: PMC7324159.

3. Murray SA, Carver EA, Gridley T. Generation of a Snail1 (Snai1) conditional null allele. Genesis. 2006 Jan;44(1):7-11. doi: 10.1002/gene.20178. PMID: 16397867.

4. Murray SA, Gridley T. Snail family genes are required for left-right asymmetry determination, but not neural crest formation, in mice. Proc Natl Acad Sci U S A. 2006 Jul 5;103(27):10300-10304. doi: 10.1073/pnas.0602234103. Epub 2006 Jun 26. PMID: 16801545; PMCID: PMC1502452.