Cre_LoxP系统在转基因小鼠上的应用策略.pdf

2000 ; 27 (3) 　　　　 生物化学与生物物理进展 　　 Prog. Biochem. Biophys. ·235 · 综述与专论 Cre/ Lox P 系统在转基因小鼠上的应用策略 朱焕章 　史景泉 (第三军医大学西南医院病理学研究所 , 重庆 400038) 摘要 　Cre/ LoxP 位点特异重组酶系统已发展为在体内外进行遗传操作的一个新的有力工具. 该系统在转基因小 鼠上的应用 , 可使转基因的表达或靶基因的缺失/ 突变的位点特异 DNA 重组不仅发生在小鼠发育的某一阶段或 特定的组织器官 , 而且 , 若与控制 Cre 表达或功能的诱导系统结合 , 则可以时空方式体现. 这些基于重组的策略 可能对基因功能的研究和人类疾病的动物模型的建立产生深刻影响. 关键词 　整合酶/ Cre , 重组 , 基因表达调控 , 转基因 , 基因打靶 , 小鼠 学科分类号 　Q55 , Q52 , Q7 , Q95 ( ) ( ) 　　转基因小鼠 t ransgenic mice , TgM 主要是 组 酶 可 分 为 Int 家 族 integrase family 和 通过经受精卵原核的显微注射技术或经胚胎干细胞 resolvaseinvert ase family . Cre 是来源于 P 1 噬菌体 (embryonic stem , ES) 的基因打靶技术来制备的. cre 基因所编码的一个 38 ku 蛋白, 属于 Int 家族. 由显微注射方法所产生的 TgM , 由于转基因既可 它可识别 P 1 基因组上由 34 bp 核苷酸序列构成的 被设计用以表达一个新的基因产物 , 也可被设计误 称为 Lox P 的特异靶位点 , 并根据 Lox P 的方向性 , 表达 ( misexp ress) 一个正常基因 , 因此常被用来 可在各种底物 ( 超螺旋环状型 , 松驰型和线型 进行基因功能获得性研究 ; 而基于同源重组原理的 DNA 分子) 上介导三种不同的重组事件 : a 同向 基因打靶技术 , 既可通过定点整合产生无效基因 位点之间序列的缺失 ( 图 1a) ; b 插入序列 ( 图 (null allele) 以进行基因功能失去方面研究 , 又可 1b) ; c 两个反向位点之间序列颠倒 ( 图 1c) . 需 特异性地在 ES 细胞基因组中某个已知序列的基因 指出的是 , Cre 重组酶所催化的是一个可逆的重组 位点引入预定的突变 , 以阐明该基因的功能及其与 事件 , 重组结果代表着正负反应的平衡 ; 重组的程 相关疾病发生发展的关系 , 因而是建立功能基因组 度与重组酶的表达水平相关. Cre 催化重组的另外 模型以及人类疾病的动物模型的主要途径[ 1 ] . 然 一个重要特点是在位点特异重组反应的任何阶段 而 , 这些转基因技术仍存在着某些方面的局限性. 上 , 不需要任何辅助 因子参与 ; 该特 点使 Cre/ 例如 , 通过显微注射技术来制备 TgM , 由于某些 Lox P 位点特异重组酶系统成为可在各类种属上进 基因其表达产物常使细胞或胚胎不能耐受 , 妨碍了 行意向DNA 操作的有用工具[ 1 ,2 ] . TgM 家系的建立 ; 基因敲除 ( knockout ) 小 鼠由 于靶基因在所有体细胞的基因组上都存在基因的缺 失/ 突变 , 常不能成活 , 无法对发育后期的基因功 能进行分析等等. Cre/ Lox P 位点特异重组酶系统 与转基因技术和诱