持续活化的Cre敲除基因的效率较高,但敲除基因的时间点不可控,导致基因敲除可能发生在发育早期或非预期的实验时间窗。诱导型CreER虽具有时间可控性,提高了遗传操作的精确度,但敲除基因效率较低。为了提高诱导型CreER的基因敲除效率,需要高剂量且多次给予tamoxifen诱导,这不仅对实验小鼠有毒副作用、长期影响其健康状况,而且会引起基因敲除以外的一些混淆的表型。
Cre小鼠通常不需要纯合小鼠,通常杂合子的Cre小鼠表达量已经足够重组了。纯合子Cre插入位点不确定,可能导致非预期表型。Cre小鼠可能带有毒性,对内源基因表达有影响。
Cre小鼠作用的时间点是不可控的,其剪切效率比Cre ER高。CreER会有leaky(泄露)的情况。
CreER的结果直接取决于tamoxifen诱导时间窗口的基因表达的情况,他莫昔芬可以在胚胎期给药,可以穿过胎盘屏障。
当然也有一种和谐的解决方法:例如2020年周斌组发表的Generation of a self-cleaved inducible Cre recombinase for efficient temporal genetic manipulation文章。
该研究构建了一种新的诱导型Cre重组酶,可通过自我剪切将诱导型CreER转变成持续活化的Cre,实现时间可控的高效遗传操作。这种新型Cre重组酶结合了诱导型CreER和持续活化的Cre重组酶的优点,既提高了重组效率又具有时间可控性,弥补了传统CreER和Cre重组酶介导的遗传操作技术的缺陷,突破了长期阻碍基因功能研究的瓶颈,可广泛应用于器官发育、组织再生和疾病进程中的基因功能研究。
生殖系统漏表达现象
他莫昔芬的给药时间窗口,6-8天才会代谢,连续给药比较好
雌激素诱导型 Cre-ER
将雌激素受体(estrogen receptor,简称ER)的配体结合区与 Cre 重组酶相融合,形成定位于胞浆中的融合蛋白(Cre-ER)。这样就通过控制雌激素的注射时间,可以实现对基因重组时间特异性的调控。
可是机体自身不是就有雌激素分泌吗?为了避免内源雌激素的干扰,在人ER的配体结合区做一个点突变(G521R)就可以使 Cre-ER 只响应外源的人工合成雌激素(比如:Tamoxifen、4-OHT)的诱导,命名为 Cre-ERT。之后,另一种 LBD 突变体融合蛋白被证明对 4-OHT 具有远高于 Cre-ERT 的敏感性,这种突变体就是大名鼎鼎的 Cre-ERT2啦。它带有人 ER LBD 中的3个点突变:C400V/M543A/L544A。
Cre-ER 系统,特别是 Cre-ERT2 ,是目前应用最广泛的诱导型 Cre 系统。其较之四环素诱导型 Cre,系统更为简单。我们只需要将 Cre-ERT2 设计在组织特异性启动子之后,并与 flox 小鼠交配,就可以通过在特定时间点给予 Tamoxifen来最终实现对靶基因的时空特异性敲除啦。
Transgenesis Techniques Principles and Protocols 》Third Edition图片来源