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如何確保Cre-lox小鼠能夠刪除正確的基因

瀏覽次數:1818 發布日期:2022-3-9  來源:杰克森實驗室
許多表達Cre的品系在構建小鼠模型時均有著不明顯或未表征的表型
 
而其中的一些表型(包括意外表達模式和不可預測的刪除效率)可能會讓實驗人員很難對實驗作出解釋,由此導致Cre-lox神話破滅。
 
那么,要如何解決這些問題呢?
 
 
 
脫靶Cre表達

當Cre不在驅動Cre表達的啟動子直接支配下表達在其他組織或器官中時,就會發生脫靶Cre表達。 
 
如果Cre品系發生這種情況,而實驗人員又無法發現,那么floxed小鼠基因可能會在意想不到的組織中被刪除。 
 
因此:需要充分了解cre品系的表達模式
 
首先,查閱已發表的文獻,了解業界就Cre表達已檢查了哪些組織和器官。當研究人員創建新的Cre品系時,勢必會在啟動子驅動Cre表達所在的組織中尋找Cre表達,但他們通常不會驗證其他非靶組織中是否不存在Cre表達。 
 
如果您的品系沒有已知的Cre表達信息,則應在表達可見標志物(例如:β-半乳糖苷酶、堿性磷酸酶、熒光素酶、GFP或其他熒光蛋白)的眾多Cre報告基因品系中選擇一個品系,并將您的cre品系與之進行雜交。  
 
只需一次雜交就能產生攜帶Cre轉基因和Cre報告基因的小鼠,這樣,您就可以檢查您所希望的細胞中是否表達Cre。
 
 
生殖系中的脫靶Cre表達
 
生殖系中的脫靶Cre表達可能會特別棘手,因為您的鼠群中可能會出現所有細胞中都有完全重組的敲除等位基因的小鼠。
 
通常,生殖系表達Cre是因為減數分裂后卵母細胞中持續存在Cre RNA或蛋白質。
 
對于許多Cre品系(不是全部)
 
使用Cre陽性雄性小鼠進行育種可以避免刪除生殖系中loxP等位基因。  
 
可以設計在floxed小鼠外顯子上游和下游區域退火的引物,通過PCR輕松監測鼠群的生殖系Cre表達。  
 
這樣,如果產生了完整重組敲除等位基因,則可擴增較小產物(圖1)。  對所有繁育小鼠進行基因分型,從鼠群中剔除已刪除等位基因的所有小鼠。
 

(圖1:位于兩個loxP位點兩側的引物(綠色)將會在刪除等位基因后擴增獲得較小產物)
 
 
LoxP位點重組效率低下

Cre重組loxP位點的效率受loxP位點在基因組內的位置以及它們之間距離的影響。因此,相同Cre轉基因切割不同loxP等位基因的效率可能不同。
 
如果您發現loxP基因沒有被有效切割(也就是您的floxed 鼠靶標的基因表達水平沒有被充分降低),這可能會非常令人沮喪,那該怎么做呢?
 
1  步驟一
如果您發現自己遇到了這種情況,應重新對小鼠進行基因分型(使用新DNA樣本),確認您的小鼠是loxP等位基因純合子并攜帶Cre轉基因。 
 
2  步驟二
接下來,檢查您測試刪除效率/基因表達所用的方法,確保其適用于您的特異性loxP等位基因。
 
比如,如果條件性等位基因使loxP位點位于目標基因外顯子5的位置,則在重組后,外顯子5會被刪除,但外顯子1-4和啟動子會保持完整,并且仍可產生重組基因座的轉錄產物。
 
如果監測mRNA表達的引物落在外顯子5的上游區域,您可能看不到表達水平顯著下降。 
 
3  步驟三
如果您確認Cre未有效切割您的loxP基因,應嘗試將目標基因的完整敲除等位基因引入鼠群,獲得攜帶目標基因復合雜合子(一個loxP側翼等位基因和一個敲除等位基因)及Cre轉基因的小鼠。
 
在這些小鼠中,Cre只需重組一個loxP等位基因即可,而不是兩個,這樣可以提高其重組效率。
 
 
他莫昔芬誘導的Cre品系

如果您的Cre品系是他莫昔芬誘導的Cre品系,則按照上述步驟1和2操作
 
接下來,將他莫昔芬誘導的Cre品系與Cre報告基因品系進行雜交。  在Cre陽性、報告基因陽性小鼠中測試您的他莫昔芬給藥方案,確認他莫昔芬能否到達目標組織/器官并有效誘導重組。
 
事實上,最好在實驗開始時就這樣做,以便提前制定他莫昔芬誘導方案。
 
訪問以下鏈接,了解幾種不同的他莫昔芬給藥途徑,包括每種途徑的優缺點:
http://openwetware.org/wiki/Tamoxifen_administration_to_mice 
 
如果清楚了解所有這些步驟,則如上所述(步驟3)引入完整敲除等位基因或許可以提高他莫昔芬依賴性重組效率。
 
 
自發性Cre表型

Cre可能會自行產生表型,這會使數據解釋變得更加困難。
 
造成這種情況的原因可能是Cre轉基因插入位點對附近內源基因有影響。
 
另外,由于小鼠基因組中的隱性半同源loxP位點之間重組會造成“Cre 毒性”,因此,Cre高表達的小鼠可能會出現突變表型或死亡。  
 
為了確保您觀察到的所有表型是由于目標基因被刪除而不是Cre轉基因引起的,您需要在實驗中納入攜帶相應loxP等位基因的野生型Cre陽性小鼠作為對照小鼠。
 
在創建下一個條件性敲除模型之前,您應該熟悉要使用的品系中Cre的表達模式。

杰克森實驗室Cre資源
 
杰克森實驗室Cre資源對JAX®小鼠資源庫中眾多Cre表達品系的Cre表達模式進行了表征,詳細信息請訪問以下鏈接: 
Https://www.jax.org/research-and-faculty/resources/cre-repository/characterized-cre-lines-jax-cre-resource
 
發布者:杰克森醫療科技(上海)有限公司
聯系電話:400-693-5700
E-mail:marketing@jax.org.cn

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