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KO first小鼠模型構(gòu)建
更新時間:2025-06-26
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廠商性質(zhì):其他
KO first小鼠模型構(gòu)建
一、KO-first 載體設(shè)計原理
KO-first載體通過精巧的基因陷阱(Gene Trap)和條件性模塊設(shè)計,實現(xiàn)"三位一體"功能:
野生型基因
KO-first等位基因
傳統(tǒng)KO
條件性KO
報告基因過表達
核心元件:
5'同源臂(1.5-3 kb)
SA-βgeo-pA(剪接受體-β半乳糖苷酶/新mei素抗性融合基因)
floxed 關(guān)鍵外顯子(通常第2-4號外顯子)
3'同源臂(1.5-3 kb)
FRT-flanked NeoR(用于陽性篩選,后續(xù)可切除)
二、KO first小鼠模型構(gòu)建流程(以ES細(xì)胞同源重組為例)
1. 靶向載體構(gòu)建
設(shè)計要點:
關(guān)鍵外顯子兩側(cè)插入loxP位點(間距通常1-2 kb)
在5'UTR插入SA-βgeo實現(xiàn)基因陷阱(組成型KO)
NeoR兩側(cè)加入FRT位點便于后續(xù)Flp刪除
改造
野生型基因: Exon1-Exon2-Exon3
KO-first等位基因: SA-βgeo-loxP-Exon2-loxP-FRT-NeoR-FRT
2. ES細(xì)胞打靶
電轉(zhuǎn)與篩選:
線性化載體電轉(zhuǎn)至JM8A3.N1等ES細(xì)胞
G418(NeoR)陽性篩選7-10天
克隆驗證:
5'端PCR:F1(同源臂外側(cè)) + R1(βgeo內(nèi))
3'端PCR:F2(NeoR內(nèi)) + R2(同源臂外側(cè))
Southern blot確認(rèn)單拷貝整合
3. 獲得嵌合體小鼠
囊胚注射:將陽性ES細(xì)胞注入C57BL/6N囊胚
嵌合體鑒定:毛色嵌合(129Sv ES細(xì)胞→B6背景)
4. 傳代與品系建立
第一步交配:嵌合體(公鼠)× WT(母鼠)
獲得F1代(SA-βgeo-loxP-Exon2-loxP,NeoR+)
第二步交配:F1 × Flp deleter小鼠(刪除NeoR)
獲得"clean" KO-first小鼠(僅保留SA-βgeo和loxP)
三、三種應(yīng)用模式切換
1. 傳統(tǒng)KO(組成型敲除)
機制:SA-βgeo阻斷基因轉(zhuǎn)錄,導(dǎo)致功能wan全喪失
驗證方法:
β-gal染色(報告基因表達)
Western blot檢測目標(biāo)蛋白缺失
2. 條件性KO(組織特異性敲除)
交配策略:
× Cre
KO-first
cKO
關(guān)鍵點:
Cre介導(dǎo)的loxP重組刪除floxed外顯子
需驗證目標(biāo)組織中的敲除效率(qPCR/免疫組化)
3. 報告基因過表達
利用SA-βgeo:
β-gal活性反映內(nèi)源基因表達模式
可用于細(xì)胞譜系追蹤
4. 恢復(fù)野生型(可選)
與Flp deleter小鼠交配可刪除SA-βgeo,恢復(fù)野生型等位基因
四、技術(shù)優(yōu)勢與局限性
優(yōu)勢 | 挑戰(zhàn) |
一個模型實現(xiàn)三種功能 | 載體構(gòu)建復(fù)雜(需專業(yè)設(shè)計) |
避免多品系重復(fù)構(gòu)建 | ES細(xì)胞打靶周期長(6-12個月) |
國際標(biāo)準(zhǔn)化(IKMC資源可獲取) | βgeo可能影響鄰近基因表達 |
五、關(guān)鍵優(yōu)化策略
外顯子選擇:
優(yōu)先選擇編碼關(guān)鍵功能域的外顯子
確保刪除后引起移碼突變(如外顯子2/3)
減少背景干擾:
使用自我刪除型NeoR(如neo-DTA)
選擇高重組效率ES細(xì)胞系(如JM8A3.N1)
表型分析對照:
必須包括:WT、KO-first純合子、KO-first × Cre
六、經(jīng)典應(yīng)用案例
Tsc1 KO-first模型:
傳統(tǒng)KO:胚胎致死(研究發(fā)育功能)
Nestin-Cre cKO:神經(jīng)發(fā)育缺陷
β-gal報告基因:揭示Tsc1在腦區(qū)的表達模式
p53 KO-first模型:
傳統(tǒng)KO:自發(fā)腫瘤表型
K14-Cre cKO:研究皮膚特異性腫瘤發(fā)生