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cKI小鼠模型构建

简要描述:cKI小鼠模型构建:构建 cKI(条件性基因敲入,Conditional Knock-In)小鼠模型 是研究基因功能、疾病机制或药物靶点验证的重要工具,尤其适用于需要在特定组织(如心脏)或时间点精确调控基因表达的研究

  • 更新时间:2025-06-26 17:15:04
  • 访  问  量:1

详细介绍

1. cKI小鼠模型构建策略选择

A. 核心元件设计

  1. 目标基因(GOI, Gene of Interest)

    • 将外源基因(如报告基因、突变基因或荧光蛋白)插入内源基因位点,或替换特定外显子。

  2. 条件性调控系统

    • Cre-loxP系统:通过组织特异性Cre重组酶实现条件性激活。

    • FLEx(Flip-Excision)系统:结合Flp-FRT和Cre-loxP实现多重调控。

    • 诱导型系统(如Tet-on/off、他莫xi芬诱导的Cre-ERT2)。

B. 心脏特异性cKI常用工具

  • 启动子:αMHC(Myh6)、cT*T(Tnnt2)驱动Cre表达。

  • 报告基因:如tdTomato(loxP-stop-loxP-tdTomato)用于追踪表达。


2. cKI小鼠模型构建技术流程

A. 载体设计

  1. 靶位点选择

    • 安全港位点(如Rosa26、H11)或内源基因位点(需同源重组)。

    • 避免干扰邻近基因(需UCSC基因组浏览器分析)。

  2. 条件性敲入结构(以Rosa26-loxP-STOP-loxP-GOI为例):

    • 5'同源臂 + loxP-STOP-loxP + GOI + 3'同源臂 + 筛选标记(如Neo)。

B. 基因编辑方法

  1. CRISPR-Cas9介导的KI

    • 设计sgRNA靶向插入位点,与供体载体共注射至受精卵。

    • 供体载体:包含同源臂和条件性表达盒(如图1)。

  2. ES细胞打靶(传统方法)

    • 电转ES细胞后筛选阳性克隆,显微注射至囊胚。

C. 小鼠品系建立

  1. Founder小鼠鉴定

    • PCR或Southern blot验证正确整合。

  2. 与Cre品系交配

    • 例如:Rosa26-lsl-GOI × αMHC-Cre → 心脏特异性GOI表达。


3. 验证与表型分析

A. 基因型验证

  • PCR:检测loxP位点、GOI插入及Cre重组效率。

  • 测序:确认无脱靶突变。

B. 表达验证

  • qRT-PCR/Western blot:检测GOI在心脏中的表达水平。

  • 免疫荧光/组织染色:定位GOI表达(如tdTomato荧光)。

C. 功能表型

  • 心脏功能:超声心动图(EF%、FS%)、心电图(心律失常)。

  • 病理分析:心肌纤维化(Masson)、 hypertrophy(WGA染色)。


4. 常见问题与优化

A. 低重组效率

  • 解决:优化Cre品系(如高表达αMHC-Cre)或使用诱导型Cre(他mo昔芬)。

B. 背景泄漏表达

  • 优化:加强STOP序列(如三重polyA信号)或选择更严格的启动子。

C. 脱靶效应

  • 解决:全基因组测序(WGS)筛选Founder小鼠。


5. 应用示例

案例1:心脏特异性表达荧光报告基因

  • 构建:Rosa26-lsl-tdTomato × αMHC-Cre → 心肌细胞红色荧光标记。

  • 用途:追踪心肌细胞谱系或移植细胞命运。

案例2:条件性激活突变基因

  • 构建:Knock-in loxP-STOP-loxP-mutant-Kras × cT*T-Cre → 心肌特异性致癌突变模型。


6. 注意事项

  1. 对照设计

    • 必须包括:无Cre的GOI小鼠(loxP-STOP-loxP-GOI)、Cre单独表达小鼠。

  2. 时间控制

    • 诱导型Cre(如Cre-ERT2)需优化他mi昔芬剂量和时间窗口。

  3. 伦理与标准化

    • 遵循ARRIVE指南,确保动物福利和实验可重复性。



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