小鼠基因编辑实验

简要描述：小鼠基因编辑实验是运用基因工程技术对小鼠基因组进行精确修改，包括基因敲除、敲入、点突变等操作，可模拟人类疾病、研究基因功能和探索治疗靶点。CRISPR/Cas9 系统的出现，使小鼠基因编辑更高效便捷，它通过向小鼠体内注射特定的 CRISPR/Cas9 复合物，精准识别并切割目标基因，再利用细胞自身修复机制完成基因编辑，为生命科学研究提供有力的模型工具。

更新时间：2025-06-26
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一、基因编辑技术发展脉络与核心突破

1. 核酸酶技术的迭代演进

技术类型	关键技术突破	小鼠模型应用里程碑
ZFN（锌指核酸酶）	可编程DNA结合域设计（Geurts et al. 2009）	shou例基因敲除大鼠诞生（2009）
TALEN	模块化DNA识别结构域（~34个氨基酸识别1个碱基） (Qu et al. 2013)	高效率小鼠基因靶向（>50%胚胎编辑效率）
CRISPR/Cas9	双RNA引导（tracrRNA:crRNA）的DNA切割 (Jinek et al. 2012) ；单链向导RNA（sgRNA）简化设计	一步法多基因编辑小鼠（Wang et al. 2013）

CRISPR核心优化：
特异性提升：双切口酶（Cas9n）设计减少脱靶效应（Ran et al. 2013）
递送革新：病毒样颗粒（VLP）递送CRISPR-RNP，避免DNA整合风险（TT2025会议O-2）

2. 第三代编辑工具：引导编辑（Prime Editing）

技术原理：融合逆转录酶与nCas9，通过pegRNA直接写入新序列（许志锰等 2024）
小鼠模型应用：

精准疾病模型构建：成功引入人类并指畸形突变（Liu et al.）
遗传病修复：lao氨酸血症、先天性黑蒙症等模型基因校正（Jang et al.）

二、小鼠基因编辑的核心策略与实验设计

1. 胚胎水平编辑

方法	优势	局限性	应用案例
原核显微注射	直接获得F0代突变体	嵌合体率高	传统ZFN/TALEN编辑
CRISPR/Cas9注射	多基因同步编辑（高达5个基因）	需优化sgRNA设计降低脱靶	白内障模型（Cryc2基因编辑）
体外受精（IVF）优化	无需CO₂培养箱（TT2025 O-1）	胚胎存活率波动	高效胚胎生产标准化流程

2. 体细胞与干细胞编辑

类器官模型：肝/肠类器官中模拟遗传病
iPSC联合编辑：CRISPR校正ALS突变（SOD1 R115G）后移植

3. 时空特异性编辑系统

化学诱导二聚化（CID）：控制Cre重组酶活性（TT2025 O-4）
光控CRISPR：光敏蛋白融合Cas9实现神经环路精准编辑

三、疾病模型构建的突破性应用

1. 传染病与免疫研究

免疫检查点人源化：PD-1/CTLA-4人源化小鼠用于肿瘤免yi治疗筛选（上海交大讲座）
病毒受体编辑：ACE2人源化小鼠研究新guan病毒入侵机制

2. 神经退行性疾病

神经毒性模型：CRISPR引入Tau蛋白突变（P301L）模拟阿尔茨海默病
基因治疗验证：AAV递送PE修复Leber先天性黑蒙症

3. 代谢与罕见病

肥胖/糖尿病模型：瘦素基因（Lep）敲除小鼠（南模生物）
大型动物模型拓展：引导编辑构建犬髋关节发育不良模型

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小鼠基因编辑实验

一、基因编辑技术发展脉络与核心突破

1. 核酸酶技术的迭代演进

2. 第三代编辑工具：引导编辑（Prime Editing）

二、小鼠基因编辑的核心策略与实验设计

1. 胚胎水平编辑

2. 体细胞与干细胞编辑

3. 时空特异性编辑系统

三、疾病模型构建的突破性应用

1. 传染病与免疫研究

2. 神经退行性疾病

3. 代谢与罕见病

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