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cKO小鼠是通过时空特异性基因敲除技术,在特定组织、细胞类型或发育阶段选择性失活目标基因的模型。其核心在于克服传统KO(全身性敲除)的胚胎致死问题,实现基因功能的精准解析。
组件 | 功能 | 技术演进 |
---|---|---|
loxP位点 | 34bp回文序列,被Cre重组酶识别 | 通过同源重组或CRISPR插入目标基因两侧 |
Cre重组酶 | 介导loxP间DNA片段切除或反转 | 组织特异性启动子(如Alb-肝脏、Nes-神经元)控制表达 |
诱导型系统 | 化学/光控激活Cre(如Tamoxifen诱导Cre-ERT2) | 实现时间可控敲除(Hayashi & McMahon, 2002) |
关键流程:
构建flox小鼠(Flanked by loxP):目标基因关键外显子两侧插入loxP位点,未激活时基因功能正常。
与Cre工具鼠杂交:Cre在特定组织表达后切除floxed基因片段,实现条件性敲除。
挑战 | 传统限制 | 前沿突破 |
---|---|---|
长片段敲除效率低 | 片段>5kb时阳性率骤降 | 药康生物长片段技术(支持23Mb片段编辑) |
Cre表达渗漏 | 非特异性重组致背景敲除 | Tet-On/Cre-ERT2系统精准诱导 |
多基因协同调控难 | 单一基因操作局限 | CRISPR-Cas12a联用实现多基因条件敲除 |
特性 | 传统KO小鼠 | cKO小鼠 |
---|---|---|
基因缺失范围 | 全身性 | 组织/时间特异性 |
胚胎致死规避 | 不可 | 可(如胚胎必需基因) |
研究焦点 | 基因全局功能 | 时空特异性机制(如迟发性病理) |
应用案例 | Lep-KO(肥胖模型) | 神经元特异性Tau敲除(阿尔茨海默病) |
案例:DNA聚合酶β(Polβ)全身KO致胚胎死亡,但T细胞特异性cKO揭示其在免疫应答中的功能(Gu et al., 1994)。
神经科学:多巴胺受体Drd2在神经元cKO后,揭示其调控小胶质细胞激活的途径。
肿瘤免疫:PD-1在T细胞中条件敲除,验证免疫检查点阻断疗法的细胞特异性毒性。
诱导型系统:Tamoxifen激活Cre-ERT2,在成年小鼠中敲除Alzheimer相关基因App,模拟迟发性神经退行。
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