Cre/Loxp位点重组酶系统在疾病动物模型建立中的应用

Cre/Loxp位点重组酶系统可以迅速、有效的导致时空特异性基因片段剔除 ,从而可以在体研究某一与疾病相关的基因在特定的组织、细胞类型和特定的时间空间表达的活化或抑制的情况。本文就运用Cre/Loxp位点重组酶系统建立疾病动物模型的特点。

Cre/loxP位点特异性重组系统在植物中应用的研究进展

Cre/loxP位点特异性重组系统自发现以来,在植物基因重组领域得到了广泛应用,已成为提高转基因植物安全性的有效方法。本文介绍了该系统的基本概况及其在转基因植物表达载体构建方面的应用,尤其是在基因删除、定点整合、多基因表达以及杂种优势利用等方面的应用做了重点阐述。

Cre/loxP位点特异性重组系统及其在口腔医学领域中的应用

Cre/loxP位点特异性重组系统由Cre重组酶和loxP位点组成。Cre重组酶可识别loxP位点并催化2个loxP位点之间的DNA进行精确的位点特异性重组。该系统作用方式简单、重组效率高,可定时、定位地对基因进行修饰,已成为一种定向改变生物活体遗传信息的重要的试验工具。本文主要就Cre/loxP系统的结构、重组机制、特点及其在口腔医学领域中的应用作一综述。

基于Cre/Loxp系统的Csf1r-Cre^(ERT2)R26R^(EYFP)报告基因小鼠的构建及效率检测

目的构建报告基因小鼠,评价Csf1r-Cre^(ERT2)介导增强黄色荧光素蛋白EYFP标记组织CD45^(+)细胞CSF1R的效率。方法Csf1r-Cre^(ERT2)小鼠与R26R^(EYFP)小鼠繁育,他莫昔芬诱导、PCR筛选Csf1r-Cre^(ERT2)R26R^(EYFP)小鼠,流式细胞术和Western blot分析EYFP对不同组织以及不同组织CD45^(+)细胞中CSF1R的标记效率。结果获得Csf1r-Cre^(ERT2)R26R^(EYFP)报告基因小鼠。此外,Csf1r-Cre^(ERT2)小鼠介导EYFP可有效标记小鼠组织CSF1R以及不同部位中CD45^(+)细胞。与R26R^(EYFP)组比较,Csf1r-Cre^(ERT2)小鼠介导EYFP标记效率最高的是脑组织(P<0.001),最低的是胸腺组织(P<0.05),脾脏组织则差异无统计学意义。结论成年Csf1r-Cre^(ERT2)小鼠与R26R^(EYFP)小鼠是获得Csf1r-Cre^(ERT2)R26R^(EYFP)诱导型条件性荧光小鼠的有效途径。Csf1r-Cre^(ERT2)介导EYFP可对小鼠不同部位CSF1R以及CD45^(+)细胞中CSF1R进行有效示踪。

Cre/LoxP系统介导的位点特异性重组技术

Cre/LoxP系统是一种对转入基因进行定点操作的基因重组系统,在遗传操作中具有重要作用。该系统可以将外源基因定点整合到染色体上或将特定DNA片断删除。

利用Cre-Loxp技术构建标记肝星状细胞的小鼠模型

目的通过Cre-Loxp技术构建转基因小鼠,应用Lrat^(Cre)工具鼠示踪肝星状细胞分布。方法将Lrat^(Cre)小鼠与H11^(LoxP-ZsGreen-Stop-LoxP-tdTomato)报告基因小鼠交配,通过PCR鉴定得Lrat^(Cre)H11^(LoxP-ZsGreen-Stop-LoxP-tdTomato)报告基因小鼠。固定小鼠肝脏切片,借助免疫荧光标记肝脏非实质细胞抗体,通过Imaris 3D还原分析肝星状细胞和其他肝脏非实质细胞间的表达与分布,以及进行肝星状细胞的自定位检验。结果Lrat^(Cre)介导的红色荧光蛋白tdTomato的表达可以特异性标记肝星状细胞,并通过肝星状细胞与肝脏巨噬细胞、肝窦内皮细胞的免疫荧光定位为细胞间相互作用分析提供了途径。结论Lrat^(Cre)可以介导tdTomato对肝星状细胞进行示踪,同时可用做肝星状细胞特异性的报告基因工具鼠。

Cre／loxp位点特异性重组系统在转基因植物中的应用

位点特异性重组系统能够在植物遗传转化中更准确、可靠的操纵外源DNA的引入或删除,已成为植物遗传操作中的重要工具。本文简要介绍目前应用最为广泛的Cre/loxp位点特异性重组系统的重组机制,并着重阐述Cre/loxp系统在删除转基因植物中标记基因及定点整合等方面的应用。

基于Cre-LoxP系统构建一种新的时间特异性突变NLRP3转基因小鼠模型

目的应用Cre-LoxP系统构建一种新的时间特异性NLRP3点突变转基因小鼠模型并对其进行鉴定。方法利用Cre-LoxP技术,构建NLRP3基因T346M点突变的flox杂合子(NLRP3^(flox)/+)小鼠。将该小鼠与广谱表达Cre重组酶工具鼠(CAG-Cre/ERT2,CreT)杂交繁育,获得基因型NLRP3^(flox)/+CreT^(+/-)小鼠,后者与NLRP3 T346M的flox纯合子(NLRP3^(flox)/flox)小鼠进一步交配获得NLRP3^(flox)/flox CreT^(+/-)(KI/KI)和NLRP3^(flox)/+CreT^(+/-)(KI/WT)小鼠,于6~8周时经他莫昔芬的诱导实现NLRP3 T346M突变基因的时间特异性敲入。小鼠繁育和鉴定过程中,用PCR方法检测鼠尾基因组DNA。采用Western blot法检测小鼠肝脏和心脏中NLRP3、pro-Caspase-1和Caspase-1的蛋白质表达水平。结果小鼠给予他莫昔芬后,NLRP3 T346M突变基因被诱导敲入。Western blot结果显示,KI/KI小鼠肝脏和心脏组织以及KI/WT小鼠心脏中NLRP3炎性小体效应蛋白Caspase-1的表达水平较同窝野生型小鼠显著上调。结论本研究基于Cre-LoxP技术成功构建了NLRP3 T346M突变转基因小鼠模型,该模型小鼠在他莫昔芬诱导后可出现自发性的NLRP3炎症小体活化,这为探究NLRP3炎症小体活化机制以及筛选和评价NLRP3炎症小体抑制剂提供了新的时间特异性的实验动物模型。

CRISPR/Cas9联合Cre-Loxp系统建立VASN条件敲除的小鼠肝细胞系

目的:利用CRISPR/Cas9技术联合Cre-Loxp系统的条件性敲除策略构建VASN基因敲除的AML12小鼠肝细胞株。方法:在VASN基因第二外显子上下游设计靶点并合成gRNA序列,构建2个CRISPR/Cas9重组载体;设计构建VASN上下游分别带有Loxp序列和旁侧同源序列的供体载体donor DNA质粒;将3个质粒共转染至小鼠肝细胞AML12中,分离单克隆,提取基因组DNA,经PCR及测序鉴定获得稳定敲入Loxp序列的单克隆细胞株AML12-Loxp;将pALB-Cre质粒转染至AML12-Loxp,筛选建立敲除VASN基因的细胞系。结果:成功构建2个靶向敲除VASN基因的pX459-gRNA-VASN-1和pX459-gRNAVASN-2重组载体及一个供体载体;转染药筛后获得12个单细胞克隆,经测序,5个单克隆细胞实现VASN基因上下游精确敲入Loxp序列;同源重组敲入效率为41.6%;pALB-Cre质粒转染后获得20个单细胞克隆,经PCR和测序获得12个VASN基因敲除的单克隆细胞,敲除效率为60%。结论:利用CRISPR/Cas9技术联合Cre-Loxp系统成功构建了VASN基因敲除的AML12细胞,为后续体外研究VASN在肝细胞中的功能及在动物体内实现VASN的条件性敲除奠定了分子基础。

Cre/loxP系统应用于毕赤酵母基因敲除的研究进展

毕赤酵母是重组蛋白最常用的表达系统之一,蛋白高水平表达策略一直是领域内最重要的研究课题之一。在后基因组时代,高效而便捷的基因改造是一种有效提高毕赤酵母蛋白表达能力的手段,其中由Cre/loxP系统介导的基因改造技术受到了科研人员的广泛关注。综述了Cre/loxP系统的基本原理、应用于毕赤酵母基因敲除的技术路线及其关键的技术问题。

Cre/loxP定位重组系统在植物雄不育和杂种优势中的利用研究

Cre loxP是来源于噬菌体P1的一种位点特异性重组系统。目前 ,它已广泛应用于基因功能鉴定 ,动植物及微生物基因组的修饰以及基因的表达和调控。雄性不育系在杂种优势的利用中具有重要意义。本实验是以Cre loxP系统调控细胞毒素基因barnase在植物雄性器官发育的特异时期在特异组织表达 ,从而达到控制植物育性的目的。1 在本实验中 ,通过PCR方法克隆了解淀粉芽孢杆菌Bacillusamyloliquefaciens的barnase基因 ,及其抑制因子barstar的DNA序列 ,同时 ,构建成功双元表达载体及基因枪转化载体 ,并已获得经分子检测呈阳性的小麦植株。2 osg6B是来源于水稻花药绒毡层的特异性的启动子 ,它在小孢子发育的四分体时期至单核花粉期在花药绒毡层中特异启动基因的表达 ,它具有较为严紧的时空特异性。以osg6B为启动子 ,构建了一组受控于Cre/loxP位点特异性重组系统的适用于基因枪法转化小麦的载体系统。其中 ,转不育基因(og6B barnase)小麦植株生长正常 ,但开花后 ,花粉量明显减少 ,自交不能得到正常种子。进行花粉活力检测发现 ,转基因小麦大部分花粉表现为败育。花粉离体萌发试验表明 ,转不育基因小麦的花粉离体萌发率极低 ,几近败育。说明以osg6B驱动barnase在小麦花药中的表达可以导致雄性不育。3

Cre/LoxP系统联合SV40 LTag诱导可复性永生化大鼠皮肤成纤维细胞系的建立

目的探索可复性永生化大鼠皮肤成纤维细胞的建立方法。方法采用胰酶消化法分离培养大鼠皮肤成纤维细胞;逆转录病毒载体(SSR69)转染成纤维细胞,筛选稳定表达SV40 LTag的永生化成纤维细胞;用表达Cre重组酶的腺病毒感染永生化成纤维细胞,筛选获得回复后成纤维细胞。对原代、永生化及回复后成纤维细胞,倒置显微镜下观察细胞生长状态;采用细胞生长曲线法测定细胞增殖能力。免疫荧光染色检测Vimentin在原代及永生化成纤维细胞中的表达情况,平板克隆实验评价回复后成纤维细胞的致瘤性。结果提取了大鼠皮肤成纤维细胞,并筛选出表达SV40 LTag的永生化成纤维细胞,二者形态无明显差异,均贴壁生长,呈长梭形或多角形,但永生化成纤维细胞体外增殖能力明显高于原代成纤维细胞(P<0.05),在体外培养传代>25代。细胞免疫荧光提示两种细胞均在细胞质内表达Vimentin。回复后成纤维细胞不表达SV40 LTag,其体外增殖能力与原代细胞无明显差异(P>0.05),无致瘤性。结论应用Cre/LoxP系统联合SV40 LTag可以建立可复性永生化大鼠皮肤成纤维细胞系。

基于Cre-LoxP系统的B细胞特异性荧光报告基因小鼠模型的构建及鉴定

目的应用Cre^(-)LoxP重组酶系统构建B细胞特异性表达tdTomato蛋白的荧光报告基因小鼠。方法在Gt(ROSA)26Sor(Rosa26)位点插入1个由CAG启动子驱动的报告基团,其LoxP侧翼设计有STOP盒,可阻止tdTomato荧光蛋白表达,经与CD19-Cre工具小鼠交配繁殖获得tdTomato^(CD19-Cre)小鼠,Cre重组酶特异性识别LoxP序列,删除STOP盒,从而使B细胞特异性表达tdTomato荧光蛋白。利用PCR进行基因型鉴定。通过流式细胞术和脑膜免疫荧光分别检测野生型对照组小鼠和tdTomato^(CD19-Cre)荧光报告基因小鼠脾和脑膜B细胞中tdTomato红色荧光蛋白表达。结果基因型为tdTomato^(F/-)CD19-Cre^(+)或tdTomatoF/FCD19-Cre^(+)的小鼠为B细胞特异性表达tdTomato天然红色荧光蛋白的荧光报告基因小鼠。而对照组小鼠基因型为tdTomato^(F/-)CD19-Cre^(-)或tdTomatoF/FCD19-Cre^(-)。流式细胞术测定结果表明,与野生型对照组小鼠相比,tdTomato^(CD19-Cre)荧光报告基因小鼠脾中表达tdTomato荧光蛋白的B细胞百分比均显著增加(P<0.01);在非B细胞群中仅检测到少量的tdTomato+细胞。且在滤泡型B细胞、边缘区B细胞、T1 B细胞、T2 B细胞和成熟B细胞等B细胞亚群细胞表面tdTomato荧光蛋白均能稳定表达(P<0.01),百分比分别为(88±8)%,(80±9)%,(86±9)%,(92±6)%和(89±7)%。通过与CD45共定位,在tdTomato^(CD19-Cre)荧光报告基因小鼠脑膜中也检测到tdTomato红色荧光蛋白表达。结论成功构建B细胞特异性表达tdTomato荧光蛋白的荧光报告基因小鼠模型,且tdTomato荧光蛋白可在外周免疫器官和中枢神经系统稳定表达。

Cre-LoxP重组系统删除内源性选择标记基因的效能评价

选择标记的使用和残留可引起消费者对转基因生物环境安全和产品安全的担忧,建立消除选择标记的有效对策甚为必要.本研究的目标是评价Cre-LoxP重组系统删除内源性选择标记基因的效能,为猪安全转基因研究提供实验依据和技术支撑.本文所用的打靶载体ΔMSTN含有LoxP位点锚定的选择标记表达框(LoxP-CMV-NeoR-IRES-EGFP-LoxP).经电穿孔将该打靶载体导入猪肾PK15细胞,经G418筛选,获得稳定整合该载体、EGFP表达均一的单克隆细胞系.将Cre重组酶表达载体pTurbo-Cre导入该细胞系,借助流式分选(FACS)、终点PCR、荧光定量PCR、TA克隆与测序等手段,证明Cre-LoxP重组系统可在猪细胞内高效介导内源性选择标记基因的删除反应,EGFP水平的删除效率达到46.1%,DNA水平的删除效率则达到97%.本文的研究结果为消除选择标记的安全隐患提供了可靠的解决方案,为建立猪安全转基因技术提供了重要的科学依据.

基于Cre/loxP重组系统的多基因载体构建及烟草转化研究

利用一套基于Cre/loxP重组系统的植物多基因表达载体系统将苏云杆菌毒蛋白基因(BtCryIAc)、甜菜碱醛脱氢酶基因(BADH)、GA20氧化酶基因(pttGA20ox)和rolB基因构建于植物表达载体pYL1305上,命名为pYL1305BBGR。采用农杆菌介导的叶盘法转化烟草,经PCR和Southern blot检测发现,多基因已成功转入烟草基因组中;经半定量RT-PCR检测证实,4个基因均能正常表达。

应用Cre/loxP系统在转化细胞水平上高效删除转基因水稻的标记基因

研究了Cre/loxP系统在转化细胞水平上删除转基因水稻中抗性标记基因的可行性和效率。采用农杆菌介导法将Cre/loxP标记基因剪切系统载体pNCG导入水稻细胞,用G418筛选法获得水稻抗性愈伤组织后,在组织培养不同阶段的培养基中添加25μmol/L雌激素进行Cre基因的诱导表达和标记基因的剪切,PCR检测T0植株中标记基因nptⅡ、重组酶基因Cre和目标基因gusA的整合情况。将扩增结果为gusA(+)/nptⅡ(-)/Cre(-)的转基因植株统计为标记基因剪切成功的植株。结果表明,在抗性愈伤组织培养的预分化前、预分化和分化阶段添加雌激素诱导表达重组酶Cre均能成功切除标记基因序列,标记基因剪切成功率为6.82%～46.43%。在预分化前采用液体培养基添加雌激素诱导处理愈伤组织3d,T0植株中标记基因的剪切效率高达173.33%,主要原因是雌激素处理提高了愈伤组织绿苗分化率。直接在分化培养基中添加雌激素诱导处理,T0植株中标记基因剪切成功率达46.43%,剪切效率(144.44%)也较高。表明雌激素诱导的Cre/loxP系统能在水稻抗性愈伤组织水平上实现对标记基因序列高效快速删除。

含LoxP位点和EGFP的鸭瘟病毒TK基因缺失转移载体的构建

提取鸭瘟病毒(DPV)疫苗株基因组DNA为PCR扩增模板,并根据GenBank已发表的DPV UL区UL24、UL23、UL22基因序列,选择保守序列设计了两对引物,分别扩增出位于UL23(TK)两侧的可用于同源重组的左臂片段(L)和右臂片段(R),L包括部分UL24、部分TK,R包括部分TK及部分UL22,L和R的拼接片段中TK基因内部缺失468个核苷酸.将L片段和R片段克隆于pBluescript M13-载体上,获得了pSKLR;再将含2个LoxP位点的表达绿色荧光蛋白的基因表达盒插入pSKLR的L片段和R片段之间构成转移载体pSKLR-EGEP-LoxP.大量提取pSKLR-EGEP-LoxP质粒,用脂质体转染鸭胚成纤维细胞,24 h后蛋白被正确表达,表明含LoxP位点的表达EGFP的鸭瘟病毒TK基因缺失的重组转移载体被成功构建.

一种利用Cre/loxP系统进行标记基因删除与靶基因置换的细胞模型研究(英文)

Cre/lox系统可以介导DNA的定点插入和定点删除,可利用其实现转基因动物中'友好位点'的重复利用及标记基因的有效删除.为直观地评估该系统介导的以上两种重组反应的效果,通过标记基因并利用大鼠乳腺癌细胞系SHZ-88进行了模型研究.首先构建了两个载体:a.整合载体pTE-lox2272-DsRed-loxP-GFP-loxP,含有红色荧光标记基因DsRed和绿色荧光标记基因GFP;b.置换载体pT-lox2272-neo-loxP,含有筛选标记基因neo,用以置换DsRed基因.然后,用整合载体转染SHZ-88细胞,并随机挑取了3个同时表达DsRed和GFP的稳定整合细胞克隆.随后用置换载体和Cre表达载体PBS185对以上每个克隆分别进行了3次共转染,通过G418筛选并扩增培养后,总共获得1070个克隆.通过分析标记基因DsRed和GFP在这些克隆中的表达情况:Cre介导的删除效率为91.1%,定点置换效率为29.3%.最后对部分克隆进行了PCR和DNA印迹鉴定,分子鉴定结果与发光的表型状况一致.这一方法为Cre/lox系统在转基因家畜生产中的进一步应用提供了实验依据.

基于Cre/loxP系统的糖皮质激素受体基因条件性打靶嵌合鼠的获得

目的:应用Cre/loxP系统建立诱导型糖皮质激素受体(GR)基因剔除小鼠模型,为在体内直接进行GR基因的研究提供条件。方法:针对GR基因第2外显子构建诱导型目标载体,将打靶载体电穿孔转染胚胎干细胞(embryonic stem cell,ES),经Southern杂交筛选发生正确同源重组的ES细胞,囊胚注射法制备嵌合体并进行生殖系检测及纯化建系。结果:成功构建了针对GR基因第2外显子的诱导型目标载体,转染ES细胞获得了工程化的ES细胞,经囊胚注射获得了由工程化的ES细胞和体细胞共同发育而来的嵌合体小鼠。结论:基于Cre/loxP系统的GR基因条件性打靶嵌合鼠的获得,为得到理想的诱导型GR基因剔除小鼠模型奠定了基础。

从伪狂犬病病毒中删除Cre/LoxP介导的报告基因

根据pEGFP-C1序列,设计并合成一对引物,通过PCR扩增出两端各含一个同向LoxP位点的GFP表达盒,克隆于转移载体pSKLR获得pSKLR-G-LoxP。通过经典同源重组方法,得到表达GFP的TK基因缺失伪狂犬病毒重组毒株S03109。该重组病毒在转染了pOG231(表达Cre重组酶)的293T细胞上连续传代,筛选得到重组病毒株S0419。荧光显微镜观察、Western blot及PCR检测结果表明,S03109感染细胞后持续表达GFP,而S0419不表达GFP。PCR证实S0419为含单个LoxP位点的TK基因缺失病毒,并且在细胞培养上遗传稳定,测序结果(GenBank登录号AY822465)表明,在Cre重组酶的作用下,两个同向LoxP序列之间的GFP表达盒被正确除去。对BALB/c小鼠的半数致死量(LD50)及免疫保护实验结果表明,S03109和S0419对BALB/c小鼠的LD50值均大于3×105PFU,免疫BALB/c小鼠,攻毒后平均存活率分别为67.5%与70%。以上结果表明,利用Cre/LoxP位点特异性重组系统,成功去除了插入重组伪狂犬病病毒基因组中的GFP报告基因。