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cKI(条件性敲入) 是在传统KI(Knock-In)基础上引入时空特异性调控的基因编辑模型,通过Cre-loxP系统实现基因表达的精准控制:
核心元件:
LoxP-STOP-LoxP(LSL) :插入靶基因前的转录终止序列,阻断基因表达;Cre酶切除STOP后激活表达 。
组织特异性Cre工具鼠:驱动特定细胞/器官中Cre重组酶的表达(如Alb-Cre用于肝脏特异性表达)。
技术优势:
避免全身表达导致的发育致死或非靶向效应
模拟疾病相关基因的局部病理微环境
步骤 | 操作要点 | 技术挑战 |
---|---|---|
载体设计 | 在靶基因位点插入LSL-目的基因(如报告基因/人类基因片段) | 大片段插入(>10kb)效率低 |
受精卵编辑 | Cas9/sgRNA与同源重组模板共注射至受精卵 | F0代嵌合体需分line筛选 |
繁育策略 | F0嵌合体 × 野生型 → F1杂合子 × Cre工具鼠 → 组织特异性表达子代 | Cre渗漏表达需严格验证 |
报告基因示踪模型:
B-CAG-Upar-tdTomato cKI:LSL阻断mUPAR与tdTomato表达;CMV-Cre激活后实现全组织示踪 。
Cubn-sGFP-P2A-nLacZ:肾脏特异性荧光标记 。
疾病人源化模型:
B6-hLPA(CKI)/Alb-cre:肝脏特异性表达人源LPA基因,模拟高血脂与动脉粥样硬化 。
疾病领域 | 模型案例 | 研究价值 |
---|---|---|
心血管疾病 | B6-hLPA(CKI)/Alb-cre | 揭示Lp(a)介导的血栓形成机制 |
神经退行性疾病 | HdhQ150 cKI (亨廷顿病) | 解析CAG重复扩展的神经元毒性 |
肿瘤微环境 | B-PD-1-EGFP cKI | 实时追踪免疫检查点蛋白动态 |
靶点验证:人源化CYP450 cKI模型预测药物代谢毒性 。
药效评价:fu方苦参注射液(CKI)在放射性肺损伤模型中的抗炎机制 。
光遗传学调控:结合ChR2(光敏感通道)cKI小鼠精准操控神经回路 。
单细胞测序验证:scRNA-seq分析cKI模型肿瘤微环境重塑
时空精准性:克服传统KI模型的全身表达局限性 。
生理相关性:保留内源基因调控机制(如启动子特异性)。
多功能拓展:支持双报告基因(如EGFP+tdTomato)或多基因共编辑 。
技术复杂度:需同步优化Cas9编辑效率与同源重组设计 。
Cre工具鼠限制:组织特异性Cre活性不足或渗漏表达影响结果 。
周期与成本:从构建到表型分析需6-12个月 。
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