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cKI(條件性敲入) 是在傳統KI(Knock-In)基礎上引入時空特異性調控的基因編輯模型,通過Cre-loxP系統實現基因表達的精準控制:
核心元件:
LoxP-STOP-LoxP(LSL) :插入靶基因前的轉錄終止序列,阻斷基因表達;Cre酶切除STOP后激活表達 。
組織特異性Cre工具鼠:驅動特定細胞/器官中Cre重組酶的表達(如Alb-Cre用于肝臟特異性表達)。
技術優勢:
避免全身表達導致的發育致死或非靶向效應
模擬疾病相關基因的局部病理微環境
步驟 | 操作要點 | 技術挑戰 |
---|---|---|
載體設計 | 在靶基因位點插入LSL-目的基因(如報告基因/人類基因片段) | 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 → 組織特異性表達子代 | Cre滲漏表達需嚴格驗證 |
報告基因示蹤模型:
B-CAG-Upar-tdTomato cKI:LSL阻斷mUPAR與tdTomato表達;CMV-Cre激活后實現全組織示蹤 。
Cubn-sGFP-P2A-nLacZ:腎臟特異性熒光標記 。
疾病人源化模型:
B6-hLPA(CKI)/Alb-cre:肝臟特異性表達人源LPA基因,模擬高血脂與動脈粥樣硬化 。
疾病領域 | 模型案例 | 研究價值 |
---|---|---|
心血管疾病 | B6-hLPA(CKI)/Alb-cre | 揭示Lp(a)介導的血栓形成機制 |
神經退行性疾病 | HdhQ150 cKI (亨廷頓病) | 解析CAG重復擴展的神經元毒性 |
腫瘤微環境 | B-PD-1-EGFP cKI | 實時追蹤免疫檢查點蛋白動態 |
靶點驗證:人源化CYP450 cKI模型預測藥物代謝毒性 。
藥效評價:fu方苦參注射液(CKI)在放射性肺損傷模型中的抗炎機制 。
光遺傳學調控:結合ChR2(光敏感通道)cKI小鼠精準操控神經回路 。
單細胞測序驗證:scRNA-seq分析cKI模型腫瘤微環境重塑
時空精準性:克服傳統KI模型的全身表達局限性 。
生理相關性:保留內源基因調控機制(如啟動子特異性)。
多功能拓展:支持雙報告基因(如EGFP+tdTomato)或多基因共編輯 。
技術復雜度:需同步優化Cas9編輯效率與同源重組設計 。
Cre工具鼠限制:組織特異性Cre活性不足或滲漏表達影響結果 。
周期與成本:從構建到表型分析需6-12個月 。
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