传统ES打靶基因敲除敲入小鼠技能

传统ES打靶基因敲除/敲入小鼠技术

技术原理

传统的基因打靶技术制备基因敲除（KO）/敲入（KI）基因打靶技术是建立在DNA 同源重组与胚胎干细胞等技术基础上的分子生物学技术。

同源重组是指当外源DNA片段与宿主基因组片段同源性高时，同源DNA区部分可与宿主DNA的相应片段发生交换（即同源重组）。

基因打靶就是通过同源重组技术将外源基因定点整合入靶细胞基因组上某一确定的位点，以达到定点修饰改造染色体上某一基因的目的。基因打靶技术目前已被广泛认为是一种理想的特定修饰与改造生物体遗传物质的最佳方法。尤其是条件性和诱导性基因打靶系统的建立，使得对基因在时间和空间上的靶位修饰更加明确、效果更加精确可靠，该技术的发展已经为发育生物学、分子遗传学、免疫学及医学等学科提供了一个全新的、强有力的研究和治疗手段，并已显示出巨大的应用前景及商业价值。

服务流程和周期

小鼠品系

ES细胞品系：129 （agouti）、C57BL/6N（black)、C57BL/6（agouti）。

基因打靶常用小鼠模型

（1）完全性基因敲除小鼠（Conventional Knockout，KO）

完全性基因敲除是通过基因敲除技术，把需要敲除目的基因的所有外显子或几个重要的外显子或者功能区域敲除掉，获得全身所有的组织和细胞中都不表达该基因的小鼠模型。

应用：用于研究某个基因（要求该基因非胚胎致死性基因）对全身生理病理的功能。

（2）条件性基因敲除小鼠（Conditional Knockout，CKO）

条件性基因敲除是通过基因敲除把两个loxp位点放到目的基因一个或几个重要的外显子的两端制备出floxed小鼠，该floxed小鼠在与表达Cre酶小鼠杂交之前，该目的基因表达完全正常，而当该floxed小鼠与组织特异性表达Cre酶的小鼠进行杂交后，可以在特定的组织或细胞中敲除该基因，而该基因在其它组织或细胞表达正常。

应用：用于具有胚胎致死性目的基因的研究；用于研究基因在特定的组织或细胞中的生理病理功能；与控制Cre或Flp表达的其它诱导系统相结合，还可以对某一基因的表达同时实现在时间和空间两方面的调控。

（3）基因敲入小鼠（Knockin，KI）

基因敲入可以在目的基因位置引进特定的突变或外源基因。比如在目的基因上引入点突变(模拟人类遗传疾病模型) ；或将报告基因(如EGFP，mRFP，mCherry，mYFP，或LacZ等)通过同源重组的方式引入目的基因的特定位点，从而可以通过报告基因的表达跟踪目标基因的表达。通过报告基因的表达可以研究基因的表达谱。也可以用报告基因取代小鼠本身的基因，使KO/KI同时发生。

应用：用于药物筛选相关研究；用于信号通路的研究；用于示踪的相关研究。

（4）人源化小鼠（Humanized ）

人源化小鼠模型是指带有功能性的人类基因、细胞或组织的小鼠模型。这种模型通常被用于人类疾病体内研究(in vivo study)的活体替代模型。由于人类生理与动物生理有显著的差别，利用动物模型得到的实验结果有时不能适用到人体上。比如，有些利用小鼠等动物模型开发的药物在人体上并没有效果。所以，利用转基因或同源重组的方法，将人类基因“放置”在小鼠模型上所制备的人源化小鼠模型，大大提高了这类小鼠模型作为模拟某些人类疾病的有效性。

应用：在艾滋病、癌症、传染病、人类退化性疾病、血液病研究领域等都有广泛的应用；药物临床前模拟实验。

（5）KO First基因敲除小鼠

KO-First技术是通过在内含子中插入一个两边带有FRT位点的基因破坏盒来达到敲除的目的，这个破坏盒含有Splice acceptor，报告基因和Neo。除此之外，在目的基因敲除的外显子两侧各插入两个LoxP位点。因此得到的小鼠是目的基因敲除同时敲入报告基因与抗性基因的小鼠。通过灵活选择Cre/LoxP重组系统或者Flp/FRT重组系统，可达到同时获得完全性敲除和条件性敲除的实验目的。即当该小鼠与表达Cre的小鼠交配时，可获得目的基因敲除同时敲进报告基因的小鼠；当该小鼠与Flp小鼠交配时，可还原已敲除基因的表达，获得基因条件性敲除小鼠，在此基础上Cre小鼠交配又可获得目的基因敲除小鼠。