1. cKI小鼠模型构建策略选择
A. 核心元件设计
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。
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
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)。
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
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)。
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
Founder小鼠鉴定
PCR或Southern blot验证正确整合。
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
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。
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。
伦理与标准化:
遵循ARRIVE指南,确保动物福利和实验可重复性。