簡要描述:條件性基因敲除實驗借助Cre/loxP或Flp/FRT系統(tǒng),只在特定細胞類型或發(fā)育階段通過組織特異性啟動子驅動重組酶切除被loxP/FRT環(huán)繞的目標基因,從而規(guī)避胚胎致死、實現(xiàn)精準時空敲除,是解析基因功能與疾病機制的核心遺傳學工具。
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Cre-loxP系統(tǒng)
組織特異性:將Cre基因連接至特定啟動子(如心肌細胞αMyHC啟動子),實現(xiàn)靶向器官敲除。
時間誘導:
CreERT系統(tǒng):Cre與突變雌激素受體(ERT)融合,注射他mo昔芬(Tamoxifen)后激活重組功能。
Tet-on/off系統(tǒng):通過強li霉素(DOX)調控rtTA轉錄因子,控制Cre表達。
起源與機制:源自P1噬菌體,由Cre重組酶和34bp的loxP位點組成。Cre酶識別loxP方向并介導DNA重組,根據(jù)loxP排列實現(xiàn)基因刪除、反轉或易位。
時空特異性控制:
替代重組系統(tǒng)
Flp-FRT/Dre-Rox系統(tǒng):作用類似Cre-loxP,但重組效率較低,應用較少。
基礎步驟:
Step 1:構建"Flox小鼠"——在目標基因關鍵外顯子兩側插入同向loxP序列。
Step 2:選擇表達Cre的工具鼠(組織特異性或誘導型)。
Step 3:雜交繁育,獲得Flox/Cre雙陽性小鼠,Cre表達時靶基因被切除。
誘導方法示例:
Tamoxifen誘導:75–100 mg/kg腹腔注射,連續(xù)5天(溶解于玉米油或葵花籽油)。
DOX誘導:通過飲水或飼料給予強li霉素,激活Tet系統(tǒng)。
解決傳統(tǒng)敲除局限性:
避免胚胎致死(如抑癌基因PTEN全身敲除致胚胎死亡)。
研究基因在特定發(fā)育階段或組織中的功能(如神經(jīng)元、腸道上皮)。
疾病機制研究:
腎病模型:髓系特異性核因子ⅠB敲除揭示腸道炎癥機制。
腫瘤學:Pten條件敲除小鼠模擬前列腺癌、膠質瘤等發(fā)病過程。
神經(jīng)科學:PDGFB基因在Tamoxifen誘導后影響皮質神經(jīng)元功能。
藥物研發(fā):
他mo昔芬對腸道菌群的影響評估。
靶向基因編輯驗證抗癌藥物敏感性。
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