HCT116细胞ATP1B4基因过表达细胞株 | 结直肠癌BetaM蛋白功能研究应用方案

一、产品概述

HCT116细胞ATP1B4基因过表达细胞株是在人结直肠癌细胞系HCT116基础上，通过慢病毒介导的基因过表达技术构建的稳定细胞株。ATP1B4编码BetaM蛋白，在胎盘哺乳动物中该蛋白经历了独特的功能共选择（gene co-option），从低等脊椎动物的Na,K-ATPase β亚基演化为肌肉特异性核内膜蛋白，参与基因转录调控。结直肠癌是常见恶性肿瘤，BetaM蛋白在结直肠癌细胞中的转录调控功能和对TGF-beta信号的影响值得关注。

二、技术方案

2.1 基因功能背景

ATP1B4基因是脊椎动物基因共选择的罕见案例。Pestov等人研究证实，在胎盘哺乳动物中BetaM丧失Na,K-ATPase β亚基功能，获得了延伸的Glu-rich N-末端结构域，成为骨骼肌和心肌特异性核内膜蛋白，参与基因表达调控。BetaM可直接与转录共调节因子SKIP相互作用，调节TGF-β信号通路和MyoD表达（PMID: 17592128）。Duan等人发现ATP1B4在糖尿病肌少症中作为PI3K/AKT/mTOR通路的单向上游调控因子（PMID: 41022280）。

2.2 构建策略

本细胞株采用慢病毒感染法将ATP1B4编码序列导入HCT116细胞，经嘌呤霉素筛选获得稳定过表达株。构建流程包括：基因克隆→慢病毒包装→感染HCT116细胞→抗生素筛选→单克隆扩大培养→STR鉴定及过表达验证。

2.3 验证方法

通过qRT-PCR检测ATP1B4 mRNA表达水平，Western blot验证蛋白过表达效果。细胞经STR鉴定确保细胞身份正确，支原体检测确保无污染。

三、实验案例

3.1 BetaM通过调控MyoD表达调节肌肉基因转录

Ahmad等人研究发现，BetaM可刺激肌肉调节因子MyoD的表达，且该作用不依赖于SKIP。BetaM结合到MyoD的远端调控区（DRR），促进与转录激活相关的表观遗传变化，并招募SWI/SNF染色质重塑亚基BRG1。这些结果表明胎盘哺乳动物BetaM通过促进染色质结构变化调节肌肉基因表达（PMID: 36836771）。

3.2 ATP1B4在糖尿病肌少症中的上游调控作用

Duan等人研究发现，在糖尿病肌少症（DS）大鼠中，ATP1B4表达上调，同时PI3K/AKT/mTOR信号被抑制，线粒体自噬标志物（LC3-II、DRP1、ATG9）激活。ATP1B4过表达加重高血糖、肌肉萎缩和胶原蓄积，而敲低则逆转这些效应。ATP1B4可能作为PI3K/AKT/mTOR通路的单向上游抑制因子加重糖尿病肌少症（PMID: 41022280）。

3.3 Atp1b4敲除增加代谢能力并减少肥胖

Modyanov等人研究发现，BetaM缺陷（Atp1b4-/Y）雄性小鼠尽管摄食增加，但体重和脂肪含量显著低于野生型同窝小鼠。间接量热法显示其能量消耗和自发运动活性更高，呼吸交换率更低，提示更多依赖脂肪代谢（PMID: 40724605）。

四、产品应用

1. 结直肠癌基因转录调控研究：利用HCT116-ATP1B4过表达细胞株，研究BetaM对结直肠癌基因转录的调控。

2. TGF-beta信号通路研究：分析BetaM通过SKIP对结直肠癌TGF-beta信号的调控。

3. PI3K/AKT/mTOR通路研究：探究ATP1B4过表达对结直肠癌PI3K/AKT/mTOR通路的影响。

4. 细胞代谢研究：研究ATP1B4过表达对结直肠癌细胞代谢的影响。

5. Wnt通路互作研究：分析BetaM与结直肠癌Wnt信号通路的潜在互作。

五、参考文献

[1] Ahmad N, de la Serna IL, Marathe HG, et al. Eutherian-Specific Functions of BetaM Acquired through Atp1b4 Gene Co-Option in the Regulation of MyoD Expression. Life, 2023, 13(2). 主要研究：BetaM通过调控MyoD远端调控区调节肌肉基因表达。

[2] Duan T, Jia S, Zhou D, et al. ATP1B4 as a candidate upstream regulator of muscle atrophy in diabetic sarcopenia via PI3K/AKT/mTOR-mediated autophagy. International Journal of Biochemistry & Cell Biology, 2025, 189: 106869. 主要研究：ATP1B4作为PI3K/AKT/mTOR通路上游调控因子参与糖尿病肌少症。

[3] Modyanov NN, et al. Ablation of the Evolutionarily Acquired Functions of the Atp1b4 Gene Increases Metabolic Capacity and Reduces Obesity. Life, 2025, 15(7). 主要研究：Atp1b4敲除增加代谢能力并减少肥胖。

六、产品信息

产品名称：HCT116细胞ATP1B4基因过表达细胞株

规格：T25/冻存管

产品来源：上海淳麦生物科技有限公司

官方网站：www.shcmbio.com

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