小鼠作為生物醫學(xué)寶貴的研究工具，廣泛應用在模擬腫瘤、代謝疾病、神經(jīng)性疾病等人類(lèi)疾病的研究過(guò)程中。這是因為小鼠和人類(lèi)的基因組都包含約 22 400 個(gè)基因。約 99% 的小鼠基因可以在人類(lèi)基因組中找到同源基因，小鼠模型對人類(lèi)疾病治療具有重大借鑒意義。

     加上近些年魔術(shù)剪刀——CRISPR/Cas9 基因編輯技術(shù)的出現，讓基因編輯小鼠變成了觸手可得的科研頭牌明星。

     那么這把神奇的剪刀是如何起作用的呢？來(lái)看看在基因編輯小鼠中的應用吧。

     第一步  確定修飾的目的基因

     構建小鼠前，需要先明確研究涉及的基因。一般分為 2 種情況：

     1. 研究基因功能：顯而易見(jiàn)，在此類(lèi)研究中涉及的基因是明確的?？梢灾苯永没蚓庉嫾夹g(shù)修飾小鼠的基因組，從而通過(guò)小鼠性狀的改變研究其功能。

     2. 研究疾病或是腫瘤：需要先查閱文獻，根據疾病特征選擇目的基因。大部分非傳染性疾病都可以通過(guò)基因修飾在小鼠身上模擬。一般來(lái)講，基因編輯鼠作為研究模型是優(yōu)于藥物誘導或細胞移植鼠的，因為基因編輯鼠可以較好地模擬人類(lèi)疾病發(fā)病的過(guò)程。

     第二步  確定基因編輯的方式

     在明確了構建涉及的基因后，我們需要確定編輯該基因的方式?；蚓庉嫃墓δ苌弦话惴譃橐韵聨最?lèi)：基因敲除（Knockout, KO），條件性基因敲除（Conditional Knockout, CKO），基因敲入（Knock-in, KI）。

     ▌基因敲除（Knockout, KO）小鼠

     基本原理：通過(guò)基因編輯技術(shù)或基因打靶技術(shù)將小鼠體內的基因從基因組上刪除，或者造成移碼突變。具體來(lái)說(shuō)，是把需要敲除的基因的幾個(gè)重要的外顯子或者功能區域用 Neo Cassette 替換掉，這樣的小鼠其全身所有的組織和細胞中都不表達該基因產(chǎn)物，并能穩定遺傳。

     應用：研究某個(gè)基因的功能；研究該基因在對小鼠全身生理病理的影響；構建疾病模型等，前提是這個(gè)基因必須沒(méi)有胚胎致死性。

     舉例：ApoE-KO 小鼠

     如 ApoE（載脂蛋白 E）基因是參與脂蛋白的轉化與代謝過(guò)程，而敲除該基因會(huì )導致脂蛋白代謝紊亂。ApoE-KO 小鼠會(huì )產(chǎn)生粥樣硬塊，較適合動(dòng)脈粥樣硬化疾病機理和藥物研發(fā)的研究。

     ▌條件性基因敲除（Conditional Knockout, CKO）小鼠

     研究表明，約 1/3 的小鼠基因對于胚胎發(fā)育是必不可少的，即敲除該基因會(huì )使小鼠胚胎死亡，不能生長(cháng)發(fā)育。一種 Cre/Loxp 重組的基因編輯系統應運而生，該系統可以人為控制敲除基因的時(shí)機或位置，從而在時(shí)間上保證小鼠的發(fā)育，或是在空間上控制基因敲除的范圍。

     基本原理：基于 Cre/Loxp 基因編輯系統。Cre 基因可被具有組織特異性的啟動(dòng)子啟動(dòng)，或在合適的時(shí)機人為誘導表達。帶有 Loxp 片段的小鼠獲得 Cre 酶后，可以在特定的組織或細胞中敲除兩端帶有 Loxp 片段的目的基因。

          

          

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