KI小鼠模型

1. KI小鼠模型的定義與技術原理

KI（Knock-in） 指通過基因編輯技術將特定外源序列（如點突變、報告基因、人類基因片段）精準插入小鼠基因組特定位點，實現對內源基因的定向修飾。

• 技術基礎：

• 同源重組（ES細胞打靶） ：傳統方法，利用胚胎干細胞進行基因靶向，穩定性高但周期長（約6-8個月）。

• CRISPR/Cas9：現代主流技術，直接對受精卵編輯，效率高、周期短（可縮至4個月），支持大片段插入（最大300kb）。
  

   

• 核心目的：

• 模擬人類疾病突變（如亨廷頓病CAG重復擴展）

• 插入報告基因（如EGFP、tdTomato）實現細胞示蹤
  

   

• 構建人源化模型（替換小鼠基因為人類同源序列）
  

   

2. KI小鼠模型的分類與典型品系

（1）疾病模擬型

（2）工具型

• 報告基因模型：

• Cubn-sGFP-P2A-nLacZ（熒光示蹤）

• Tubb3-2A-EGFP（神經元標記）

• B-CAG-tdTomato cKI（Cre依賴型紅色熒光）

• 條件性基因操作工具：

• Trpv1-Myc-IRES-Cre（疼痛神經元特異調控）

• Trdc-IRES-CreERT2（誘導型T細胞編輯）

（3）人源化免疫模型

• 免疫缺陷宿主：NOD/LtSz-scid小鼠（缺乏T/B細胞，NK活性低）作為基礎，支持人免疫細胞移植。

• 人免疫系統重建：
  聯合移植人胎胸腺/肝臟組織與CD34?干細胞，形成功能性人T/B細胞。

3. 核心應用領域

（1）疾病機制解析

• 神經退行性疾病：亨廷頓病KI模型揭示CAG重復長度與病理嚴重度正相關。

• 腫瘤研究：人源化PD-1-EGFP KI模型（B-PD-1-EGFP）用于腫瘤免疫微環境示蹤。

• 代謝與器官病變：結腸特異性KI模型成功模擬人類組織wei縮和糖代謝異常。

（2）藥物研發平臺

• 藥效評價：人源化抗體生產模型（如全人源抗體KI小鼠）。

• 藥代動力學：藥物代謝酶人源化模型（如CYP450家族替換）。

（3）前沿技術整合

• 活體示蹤：EGFP/tdTomato報告基因實現腫瘤轉移實時監測。

• 光遺傳調控：Cre依賴型KI小鼠結合光遺傳學精準操控神經回路。

4. 技術優勢與局限性

優勢

• 精準性：靶向位點整合避免轉基因隨機插入的不可控性。

• 生理相關性：人源化模型保留內源調控機制（如啟動子控制）。

• 多功能拓展：支持條件性誘導（CreERT2）、雙報告基因標記等復合設計。

局限性

• 技術復雜度：大片段插入（>20kb）需多輪靶向，失敗率高。

• 物種差異殘留：人源化模型仍受小鼠微環境影響（如細胞因子不匹配）。

• 成本與周期：CRISPR加速流程但定制模型仍需4-12個月。