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cKI小鼠模型

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更新時(shí)間:2025-06-30 14:09:24瀏覽次數(shù):32次

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cKI小鼠模型(Conditional Knockin,條件性基因敲入)是一種利用基因編輯技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)空特異性表達(dá)的轉(zhuǎn)基因小鼠模型,其核心原理是通過(guò)Cre-LoxP系統(tǒng)控制外源基因在特定組織或發(fā)育階段的激活

1. cKI小鼠模型的定義與核心原理

cKI(條件性敲入) 是在傳統(tǒng)KI(Knock-In)基礎(chǔ)上引入時(shí)空特異性調(diào)控的基因編輯模型,通過(guò)Cre-loxP系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)基因表達(dá)的精準(zhǔn)控制:

  • 核心元件

    • LoxP-STOP-LoxP(LSL) :插入靶基因前的轉(zhuǎn)錄終止序列,阻斷基因表達(dá);Cre酶切除STOP后激活表達(dá) 。

    • 組織特異性Cre工具鼠:驅(qū)動(dòng)特定細(xì)胞/器官中Cre重組酶的表達(dá)(如Alb-Cre用于肝臟特異性表達(dá))。

  • 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

    • 避免全身表達(dá)導(dǎo)致的發(fā)育致死或非靶向效應(yīng)

    • 模擬疾病相關(guān)基因的局部病理微環(huán)境 


2. 核心構(gòu)建策略與流程

(1)CRISPR/Cas9介導(dǎo)的cKI模型構(gòu)建

步驟操作要點(diǎn)技術(shù)挑戰(zhàn)
載體設(shè)計(jì)在靶基因位點(diǎn)插入LSL-目的基因(如報(bào)告基因/人類(lèi)基因片段)大片段插入(>10kb)效率低 
受精卵編輯Cas9/sgRNA與同源重組模板共注射至受精卵F0代嵌合體需分line篩選 
繁育策略F0嵌合體 × 野生型 → F1雜合子 × Cre工具鼠 → 組織特異性表達(dá)子代 Cre滲漏表達(dá)需嚴(yán)格驗(yàn)證

(2)經(jīng)典案例解析

  • 報(bào)告基因示蹤模型

    • B-CAG-Upar-tdTomato cKI:LSL阻斷mUPAR與tdTomato表達(dá);CMV-Cre激活后實(shí)現(xiàn)全組織示蹤 。

    • Cubn-sGFP-P2A-nLacZ:腎臟特異性熒光標(biāo)記 。

  • 疾病人源化模型

    • B6-hLPA(CKI)/Alb-cre:肝臟特異性表達(dá)人源LPA基因,模擬高血脂與動(dòng)脈粥樣硬化 。


3. 核心應(yīng)用場(chǎng)景

(1)精準(zhǔn)疾病機(jī)制研究

疾病領(lǐng)域模型案例研究?jī)r(jià)值
心血管疾病B6-hLPA(CKI)/Alb-cre揭示Lp(a)介導(dǎo)的血栓形成機(jī)制 
神經(jīng)退行性疾病HdhQ150 cKI (亨廷頓病)解析CAG重復(fù)擴(kuò)展的神經(jīng)元毒性 
腫瘤微環(huán)境B-PD-1-EGFP cKI實(shí)時(shí)追蹤免疫檢查點(diǎn)蛋白動(dòng)態(tài) 

 

(2)藥物研發(fā)平臺(tái)

  • 靶點(diǎn)驗(yàn)證:人源化CYP450 cKI模型預(yù)測(cè)藥物代謝毒性 。

  • 藥效評(píng)價(jià):fu方苦參注射液(CKI)在放射性肺損傷模型中的抗炎機(jī)制 。

(3)前沿技術(shù)整合

  • 光遺傳學(xué)調(diào)控:結(jié)合ChR2(光敏感通道)cKI小鼠精準(zhǔn)操控神經(jīng)回路 。

  • 單細(xì)胞測(cè)序驗(yàn)證:scRNA-seq分析cKI模型腫瘤微環(huán)境重塑


4. 技術(shù)優(yōu)勢(shì)與局限性

優(yōu)勢(shì)

  • 時(shí)空精準(zhǔn)性:克服傳統(tǒng)KI模型的全身表達(dá)局限性 。

  • 生理相關(guān)性:保留內(nèi)源基因調(diào)控機(jī)制(如啟動(dòng)子特異性)。

  • 多功能拓展:支持雙報(bào)告基因(如EGFP+tdTomato)或多基因共編輯 。

局限性

  • 技術(shù)復(fù)雜度:需同步優(yōu)化Cas9編輯效率與同源重組設(shè)計(jì) 。

  • Cre工具鼠限制:組織特異性Cre活性不足或滲漏表達(dá)影響結(jié)果 。

  • 周期與成本:從構(gòu)建到表型分析需6-12個(gè)月 。

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