所有你需要知道的关于人类疾病研究的基因敲除小鼠模型

公司新闻

所有你需要知道的关于人类疾病研究的基因敲除小鼠模型

elsbizadmin404
公司新闻
2023 年 10 月 16 日
阅读时间： 4 分钟

A 敲除鼠标是一种转基因小鼠，通过引入人工 DNA 序列来替换或破坏现有基因，使特定基因失活或“敲除”。敲除基因的活性提供了有关基因功能的信息。基因敲除小鼠可用于研究和模拟不同类型的人类疾病，包括癌症、糖尿病、肥胖症、心血管疾病、神经退行性疾病和衰老。

敲除鼠标是如何制造的？

有多种策略可以创建敲除小鼠模型，例如胚胎干细胞 (ES) 和成簇的定期间隔短回文重复 (CRISPR)，所有这些策略都是为了防止基因的全长野生型序列的翻译。

使用胚胎干细胞进行基因靶向

ES 细胞中的同源重组是针对大基因组区域的特定基因靶向的稳健方法。这是通过使用同源重组载体将外源 DNA 序列直接插入感兴趣的特定基因来实现的。外源 DNA 序列是无活性的，它带有一个“报告基因”，可以帮助筛选成功引入插入的细胞。将修饰的ES细胞注入囊胚中形成嵌合胚胎，该胚胎发育成嵌合小鼠。然后将嵌合小鼠与野生型小鼠进行繁殖，以确保将修饰的遗传物质通过种系传递给其后代。

CRISPR/Cas9 技术

CRISPR 基因组编辑系统是一种 RNA 引导的核酸内切酶系统，用于靶向感兴趣的小 DNA 序列。在引导 RNA (gRNA) 和 Cas9 核酸内切酶存在的情况下，gRNA 指导 Cas9 核酸内切酶在特定位置切割 DNA，在基因中产生插入缺失，诱导移码突变，产生组成型敲除。将 gRNA 和 Cas9 注入胚胎，然后植入养母体内以产生创始人。然后筛选和培育创始人以获得带有敲除等位基因的F1小鼠。

CRISPR/Cas 9 技术是一种简单快速的生成和获取基因敲除小鼠模型的方法。它比在 ES 细胞中使用基因靶向的传统方法要快得多，后者涉及数月的靶向载体构建、ES 细胞选择和目标克隆的验证，并从至少一个克隆实现种系传递。

敲除鼠标的限制

敲除小鼠有几个限制。大约 15% 的基因敲除在发育上是致命的，这意味着经过基因改造的胚胎不能长成成年小鼠。在某些情况下，基因在胚胎阶段和成年期发挥不同的作用。此外，在发育过程中基因活性的丧失可能掩盖了基因在成年状态中的作用。其中一些限制可以通过使用条件性敲除来克服，其中目标基因在特定组织中失活或诱导基础，以允许小鼠在失活感兴趣的基因之前发育到成年状态。

The Knockout All Project – 综合鼠标资源

2019年，GemPharmatech推出了淘汰所有项目（KOAP）目标是在 5 年内为小鼠基因组中的所有蛋白质编码基因生成敲除或条件敲除的小鼠品系。 KOAP 通过基于 CRISPR 的高通量基因编辑策略创建小鼠模型，每年可创建约 6000 个突变株。迄今为止，已靶向近 10,000 多个基因，为包括肿瘤学、自身免疫、代谢和神经退行性变在内的广泛研究领域提供了 20 多个可用的敲除和条件敲除小鼠模型。

条件性敲除小鼠的产生需要表达 Cre 重组酶的转基因小鼠。 GemPharmatech 已生成 199 种小鼠品系在免疫系统、神经系统、骨骼、肌肉和脂肪细胞、胃肠道、心血管系统、生殖系统等特定组织中表达Cre重组酶。 KOAP 小鼠是在 C57BL/6 背景菌株中创建的。同样，Cre 系也在 C57BL/6 背景菌株中创建，使得与在 KOAP 中创建的 flox 菌株进行繁殖以产生条件性敲除小鼠成为可能。密码子改进的 Cre 重组酶 (iCre) 在小鼠中表现出更高的表达水平，被用于大多数 GemPharmatech Cre 线以实现高效切除。