小鼠大学问 | Cre-lox系统的常见问题汇总
上一期我们给大家介绍了Cre-lox系统的基本原理,不知道大家有没有理解呢?点击查看:小鼠大学问 | Cre-Lox系统核心原理全解析
本期我们给大家带来了Cre-lox系统的一些常见问题,可以帮助大家更好地利用Cre-lox系统进行研究。
早期构建Cre小鼠主要采用随机转基因技术。具体而言,是将带有外源特异性启动子的Cre基因序列随机整合到小鼠基因组的某个位置。然而,采用这种方法得到的转基因小鼠,其整合位点和基因拷贝数均不可控。由于整合位置的随机性,Cre重组酶的表达可能会受到染色体状态的干扰,例如,DNA甲基化等表观遗传修饰可能会导致Cre基因的沉默,进而影响Cre重组酶的正常表达。 因此,更为可靠的方法是通过基因打靶(ES细胞或CRISPR/Cas9途径)的方式将单拷贝的Cre基因定点整合到内源基因座中。主要有以下两种: (1)取代型表达Cre表达框直接插入到内源基因起始密码子前; (2)共表达型的构建方式是将Cre表达框通过2A(自剪切多肽)或IRES(内部核糖体进入位点序列)元件敲入到小鼠内源基因的3'端。 图1. 取代型表达 图2. 共表达
通常我们会利用Reporter小鼠与Cre小鼠杂交来验证Cre的表达谱。Reporter小鼠一般是在Rosa26位点插入了带有lox-stop-lox终止盒以及紧随其后的报告基因。在没有Cre酶存在的情况下,报告基因不会表达。当与Cre小鼠杂交后,Cre酶会识别并切除lox-stop-lox终止盒,使报告基因得以表达,通过观察报告基因的表达情况,可推断出Cre酶的活性及其作用范围。 图3. 共表达[1]
通常,我们希望Cre重组酶仅在特定组织/细胞中发挥作用,但其意外表达(即“异位”表达)仍然可能发生,这可能导致非预期的重组事件发生。因此,在构建Cre小鼠模型时,选择高特异性的Marker基因至关重要。这些基因可以高效、精确地驱动Cre表达,从而降低漏表达或异位表达的风险。应尽量避免使用高表达但非特异的Marker基因,以减少实验误差。 在使用Reporter小鼠验证组织特异性Cre小鼠时,常常会发现报告基因的表达比预期的更为广泛。为确认是否发生了生殖系中的Cre意外表达,可通过将不同性别的子代小鼠(Cre/+; flox/+)分别与野生型小鼠交配,以获得第二代子代。如果第二代小鼠的报告基因表达范围显著扩大,这表明很有可能发生了Cre的生殖系表达。因为Cre介导的重组可能发生在配子形成的二倍体阶段,从而导致后代即使未携带Cre,仍表现出报告基因的表达。 若Cre小鼠发生生殖系表达,使用该Cre小鼠进行条件性基因打靶时,需谨慎选择性别和交配方式。例如,母系遗传的Cre小鼠品系应使用雄性Cre阳性小鼠进行繁育,而父系遗传的Cre小鼠品系则需使用雌性Cre阳性小鼠进行繁育。此外,诱导型Cre小鼠是一种有效的解决方案,通过仅在成年期或胚胎发育晚期激活Cre重组活性,可避免生殖系的意外表达,从而获得更可靠的条件性基因打靶模型。
cKO小鼠通常需要把两个等位基因全部删除,才能达到基因敲除的目的,故其flox等位基因的基因型应该为纯合。一般情况下,Cre工具鼠一般是杂合子/半合子。(保证cre基因的拷贝数一致,避免重组效率不同导致实验可重复性差;Cre小鼠的构建方式为转基因随机插入或取代型敲入时,可能会破坏内源基因的表达,使用杂合子/半合子在一定程度上可以避免该影响。)由此可见,cKO小鼠的目标基因型一般是cre/+;flox/flox。(本文中+代表wildtype) 图4. 条件性敲除小鼠的繁育策略 首先,将Cre杂合子小鼠与flox杂合子或纯合子小鼠交配,获得的Cre与flox双阳性(Cre/+; flox/+)子代小鼠。之后,再将Cre与flox双阳性(Cre/+; flox/+)子代小鼠与flox杂合子或纯合子小鼠交配,获得所需的cre/+;flox/flox小鼠为实验组。一般对照组为同窝+/+;flox/flox小鼠。
以上就是Cre工具鼠的一些常见问题啦,大家还有什么疑问可以拨打400-728-0660
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References [1]. Duffield JS, Humphreys BD. Origin of new cells in the adult kidney: results from genetic labeling techniques. Kidney Int. 2011 Mar;79(5):494-501. doi: 10.1038/ki.2010.338. Epub 2010 Sep 22. PMID: 20861816.
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