消化道细胞表达Cre重组酶转基因小鼠的功能鉴定

目的:检测白蛋白启动子介导的Cre重组酶转基因小鼠Alb-Cre-2中Cre重组酶的组织分布及其在体内介导基因重组的作用。方法:将Alb-Cre小鼠与Smad4条件基因打靶小鼠交配,利用PCR对Cre重组酶介导重组的组织特异性进行检测;然后,将Alb-Cre-2转基因小鼠与ROSA26报告小鼠交配,利用LacZ染色对双转基因阳性子代小鼠进行检测。结果:PCR结果显示心、肺、胰、脑及消化道中Cre重组酶介导的Smad4基因发生重组;LacZ染色进一步表明Cre重组酶在肝细胞、胃壁细胞、空肠潘氏细胞、回肠杯状细胞、大肠杯状细胞、大肠柱状细胞及空泡细胞中特异性表达,并介导ROSA位点LoxP序列间的重组。结论:Alb-Cre-2转基因小鼠在消化道中具有一定的组织特异性,只在胃壁细胞、空肠潘氏细胞、回肠杯状细胞、大肠杯状细胞,大肠柱状细胞及空泡细胞等细胞类型中特异性表达,并能在体内成功地介导这些消化道上皮细胞基因组上LoxP位点间的重组,是一种研制在消化道特定细胞中特异性基因剔除小鼠的良好工具小鼠。     

软骨组织特异性表达Cre重组酶转基因小鼠的研制和鉴定

构建了含有软骨组织特异性Ⅱ型胶原A1启动子和Cre重组酶基因的转基因载体pcol2Al-Cre。323枚小鼠受精卵经显微注射引入转基因片段后,分别移植至14只假孕母鼠的输卵管使其发育。共得到仔鼠52只,PCR结果显示其中10只小鼠基因组上有Cre基因的整合,整合率为19．2％。用整合有Cre基因的转基因小鼠与基因组上携带LoxP位点的条件基因打靶小鼠交配,以检测Cre酶介导的重组及其组织特异性。PCR结果表明：col2Al-Cre转基因小鼠软骨组织中表达的Cre重组酶成功地介导了LoxP之间的重组。此结果通过Southern杂交得到了进一步的证实。     

特异性检测胰腺组织表达Cre重组酶转基因小鼠的方法

利用组织特异性分子标志物启动子调控Cre重组酶,研制了6种在不同组织中特异性表达Cre重组酶的转基因小鼠.这些转基因小鼠的基因型鉴定均使用设计在Cre基因编码区的通用引物.为了特异性检测胰腺组织表达Cre重组酶的转基因小鼠,在大鼠胰岛素RIP启动子上和Cre基因上设计1对引物进行PCR扩增,并通过凝胶电泳进行分析.PCR结果显示,设计在Cre基因上的通用引物可以从6种不同组织特异性Cre重组酶转基因小鼠基因组DNA中扩增获得480 bp产物;利用本研究设计的特异性引物可以从胰腺组织表达Cre重组酶转基因小鼠基因组DNA中扩增200 bp的目的条带.这一结果表明,利用特异性引物进行PCR反应,可有效地将胰腺组织表达Cre重组酶转基因小鼠与其他多种组织的Cm重组酶转基因小鼠鉴别开来.     

Cre重组酶表达载体的构建及其在转基因小鼠胰腺中的表达

组织特异性表达Cre重组酶的转基因小鼠是进行组织特异性条件敲除研究的关键。采用PCR扩增大鼠胰岛素基因705bp启动子指导发胰岛细胞中特异表达;同时采用改构的Cre重组酶基因,在其5'端添加有真核核糖体结合序列和核定位序列使Cre重组酶能穿越核膜在细胞核能发挥功能;同时,为了保证原核基因Cre能在真核系统顺利表达,在其3'端添加含内含子的人生长激素基因。构建的表达载体在去除原核序列后用显微注射方法转基因小鼠,在出生的27只仔鼠中,PCR检测共获得7只Cre整合阳性的转基因小鼠,整合率26％。这种Cre转基因小鼠与基因组小携带LoxP位点的条件基因打靶小鼠交配,在胰腺组织中可以检测到Cre介导的重组,表明Cre在转基因小鼠胰腺中有表达。     

胰腺组织表达Cre重组酶转基因小鼠的建立及鉴定

组织特异性表达Cre重组酶的转基因小鼠是进行组织特异性基因剔除研究的重要工具。为了建立胰腺组织特异性Cre转基因小鼠,我们通过PCR克隆了大鼠胰岛素基因启动子,并用它指导Cre基因在胰岛细胞中的特异性表达。在Cre重组酶基因5′端添加了真核核糖体结合序列和核定位序列以使Cre重组酶能穿越核膜在细胞核中发挥功能;同时,在Cre基因3′端添加了含内含子的3′端人生长激素基因。表达载体经显微注射导入小鼠受精卵以建立转基因小鼠。PCR检测显示共获得7只Cre整合阳性的转基因首建者小鼠;RTPCR结果表明其中1只首建者小鼠的子代鼠在胰腺中转录了外源基因,进一步的Southern杂交结果表明,该转基因小鼠能够在胰腺中表达有功能的Cre重组酶。      

角质细胞特异性表达Cre重组酶转基因小鼠的建立

构建了含有角质细胞特异性角质素5启动子、Cre重组酶基因和人生长激素基因plyA的转基因载体pK5-Cre-hGH。以显微注射的方法将4．2kb的转基因片段K5-Cre-hGH引入小鼠基因组,共注射720枚受精卵,其中龄5枚移植至29只假孕母鼠的输卵管中发育,获得子代小鼠48只,经基因型鉴定有12只小鼠在其基因组上整合有Cre基因,整合率为25％。将带有cre重组酶基因的小鼠与基因组上携带loxP位点的smad4条件基因打靶小鼠杂交以检测Cre重组酶组织特异性表达情况以及介导重组的功能。结果表明,K5-Cre转基因小鼠只在皮肤组织中表达Cre重组酶并能在体内成功地介导loxP位点的重组。     

成骨细胞特异性表达Cre重组酶转基因小鼠的建立

构建了含有骨钙素基因启动子、Cre重组酶基因和人生长激素基因polyA的转基因载体pOC-Cre, 以显微注射的方法将4.6 kb的转基因片段OC-Cre导入小鼠受精卵。16只子代小鼠中经PCR和Southern杂交鉴定, 有2只小鼠携带外源基因, 整合率为12.5%。为了检测OC-Cre在转基因小鼠中表达的组织特异性, 将转基因首建者小鼠与基因组上携带有LoxP位点的条件性Smad4基因敲除小鼠交配, PCR结果显示, 仅在子代纯合型小鼠骨组织基因组中扩增出了Cre介导重组后的片段。将OC-Cre转基因小鼠与ROSA26报告小鼠交配, 利用LacZ染色对双转基因阳性子代小鼠进行检测, 结果显示Cre重组酶在成骨细胞中特异性表达并介导ROSA基因座LoxP位点间的重组。所有这些结果说明：所建立的OC-Cre转基因小鼠在成骨细胞中特异性表达Cre重组酶, 并能在体内介导成骨细胞基因组上LoxP位点间的重组, 是一种理想的研制成骨细胞特异性基因敲除小鼠的工具小鼠。     

肥大软骨细胞特异性表达Cre重组酶转基因小鼠的建立

肥大软骨细胞是软骨细胞的终末分化形式,在软骨内成骨过程中发挥十分关键的作用。为了研究肥大软骨细胞在骨骼发育过程中的功能,我们构建了在8.2 kb小鼠X型胶原基因（Col10a1）启动子控制下表达Cre重组酶的转基因小鼠品系（Col10a1-8.2-Cre）。采用显微注射法将11.5 kb的转基因片段引入小鼠基因组,共注射受精卵328枚,获得子代鼠51只,经PCR基因型鉴定有3只在基因组上整合有Cre重组酶基因。PCR检测发现Col10a1-8.2-Cre转基因在含有肥大软骨细胞的组织中表达。为了检测Cre重组酶表达的强度和组织特异性,转基因小鼠与ROSA26报告小鼠交配。子代ROSA26;Col10a1-8.2-Cre双转基因小鼠LacZ染色检测的结果显示,Cre重组酶在所有的肥大软骨细胞中表达。原位杂交的结果验证Col10a1-8.2-Cre转基因表达在肥大区的上端。以上结果表明,我们建立的肥大软骨细胞特异性表达Cre重组酶的转基因小鼠品系可以作为一种遗传学工具,介导目的基因在肥大软骨细胞中的敲除。     

血管内皮细胞特异表达Cre重组酶转基因小鼠的建立

血管内皮细胞参与血管形成、血管稳态维持、血栓形成、炎症和血管重建等生理和病理过程。为了便于通过Cre-LoxP系统研究相关基因在血管内皮细胞中的功能,创建了Tie2-Cre转基因小鼠,利用Tie2基因的启动子驱动Cre重组酶基因在血管内皮细胞中表达。经基因组PCR和Southern Blot鉴定有6只小鼠在基因组上整合有Cre基因,整合率为11％。为了验证Cre重组酶的剪切活性和表达组织分布,我们将Tie2-Cre转基因小鼠分别与Smad4条件基因打靶小鼠和报告小鼠ROSA26交配。Tie2-Cre;Smad4^co/＋小鼠的多个组织的基因组DNA的PCR结果显示,Cre重组酶在所有包含血管内皮细胞的组织中表达并能介导LoxP间的重组。Tie2-Cre;ROSA26双转基因胚胎LacZ染色结果显示,Cre重组酶在所有被检测组织的血管内皮细胞中特异性表达。因此．Tie2-Cre转基因小鼠可作血管内皮细胞谱系分析和在血管内皮细胞进行条件基因打靶的理想工具小鼠。     

中枢神经系统特异性表达Cre重组酶的转基因小鼠

利用从129sv小鼠基因组文库克隆得到的1．8kb的胶质细胞原纤维酸性蛋白(GFAP)基因的5′端调控序列,构建了含有2个β—珠蛋白绝缘子、GFAP5′端调控区、Cre基因和人生长激素基因(hGH)polyA的转基因载体pGFAP—Cre—hGH。以显微注射的方法将7．6kb的转基因片段pGFAP—Cre—hGH引入191枚小鼠基因组受精卵,其中176枚分别移植至8只假孕母鼠的输卵管中使其发育,共获得子代小鼠25只。经PCR和Southern杂交鉴定其中7只小鼠基因组上整合有Cre基因,整合率为28％。用整合有Cre基因的转基因小鼠与基因组上整合有LoxP位点和LacZ表达框的ROSA26鼠杂交,以检测Cre酶的活性、组织特异性及其介导的两个LoxP位点间的重组。LacZ染色结果表明,GFAP—Cre转基因小鼠只在中枢神经系统中表达Cre重组酶并能在体内成功介导LoxP位点间的重组。     

造血干细胞特异性表达Cre重组酶转基因小鼠的建立

EDAG是在胚胎发育阶段造血干细胞特异性表达的基因.为了在早期造血组织细胞中实现相关基因的条件敲除,构建了含有早期造血组织特异性表达的EDAG启动子和Cre重组酶基因的转基因EDAG-Cre表达载体质粒.通过显微注射的方法将线性化的5.6kb的EDAG-Cre转基因片段导入小鼠受精卵细胞核,获得的新生小鼠经过PCR鉴定,常规方法培育传代.结果发现,共获得了6只阳性转基因首建鼠,其中4只已经建系并稳定传代.RT-PCR分析表明Cre重组酶基因在阳性转基因小鼠的骨髓、脾脏、胸腺、外周血以及胎肝等组织中均有表达,重组酶活性也在脾和骨髓中获得确认.EDAG-Cre重组酶转基因小鼠的建立,为研究早期造血组织以及造血干细胞特异性基因条件敲除小鼠模型的建立奠定了基础.     

Characterization of a novel EGFP reporter mouse to monitor Cre recombination as demonstrated by a Tie2 Cre mouse line

The use of the Cre/loxP system has greatly empowered the field of gene targeting. Here we describe the successful establishment of a novel knock-in EGFP reporter mouse line to monitor Cre-induced recombination in the vast majority of cell types. The value of this reporter mouse line is demonstrated by the use of a novel Tie2Cre transgenic mouse line that facilitates gene targeting in endothelial and hematopoietic cells. High efficiency of recombination was found in all endothelial cells and in the majority of hematopoietic cells but was absent in other tissues. Furthermore, in the second generation, the Tie2Cre mouse can be used to get 100% recombination of one allele, whilst allowing tissue specific in the second, therefore offering excellent efficiency.     

心脏和软骨细胞特异性表达Cre重组酶转基因小鼠的基因型鉴定

我们曾经报道了分别在心脏(α—MHC—Cre)和软骨细胞(Col2A1-Cre)特异性表达Cre重组酶转基因小鼠的成功研制。为了对这2种转基因小鼠进行特异性的基因型鉴定,设计了2对特异性PCR引物,其中一条引物分别位于α-肌球蛋白重链基因(α-MHC)启动子和Ⅱ型胶原(Col2Al)启动子上。以6种不同组织特异性Cre重组酶转基因小鼠基因组DNA为模板,利用设计的特异性引物以及位于Cre编码区的通用引物进行PCR反应。结果显示,2对特异性引物可以分别将心肌细胞特异性和软骨细胞特异性Cre重组酶转基因小鼠与其他组织特异性Cre重组酶转基因小鼠有效区分开来。     

增强子驱动的Cre转基因小鼠的构建及Cre基因的表达鉴定

目的:探索将增强子应用于构建Cre转基因小鼠品系,为以条件基因敲除为基础的基因功能研究提供更多的工具。方法:通过PCR方法从小鼠的细菌人工染色体扩增UH增强子片段,构建含有Hsp68基础启动子、增强子UH、Cre重组酶基因和SV40 polyA的转基因载体pLW400,将3.3 kb的转基因片段通过显微注射导入小鼠受精卵;为了检测Cre在转基因小鼠中的表达,将转基因一代小鼠与纯合子ROSA26报告小鼠(R/R)交配,收集第14 d胚胎期(E14)的舌组织进行LacZ染色检测鉴定。结果:经鉴定,31只子代小鼠中有6只携带外源基因,整合率为19.4%;与R/+对照相比,E14期的双基因型Cre,R/+舌组织为阳性结果(蓝色)。这表明Cre基因在转基因小鼠舌组织内得到表达,并在体内介导ROSA26基因座loxP位点间的重组,且有效删除了2个loxP之间的片段,从而启动了LacZ基因的表达。结论:构建了UH增强子-Hsp68Cre的转基因小鼠,在舌肌中特异表达Cre基因,提示增强子可以被选择应用于Cre转基因小鼠的构建;为舌肌的发育和再生研究奠定了基础。     

干扰素诱导Mx—Cre转基因小鼠表达的重组酶活性的体外检测

利用PCR、Western blot、免疫组化、免疫金标电镜、Southern blot从DNA水平,蛋白水平分析干扰素诱导后Mx-Cre转基因小鼠肝组织中Cre重组酶的表达及其表达产物的活性,在对Mx-Cre转基因小鼠基因组中整合有cre基因进行确定后,通过干扰素诱导Mx-Cre转基因小鼠表达Cre重组酶,结果表明转基因小鼠肝细胞核和细胞质中均有Cre重组酶的表达,并在超微水平进一步证实,将含表达的Cre重组酶的肝细胞核抽提液加入到带有loxP位点的DNA中进行重组,分析证明Mx-Cre转基因小鼠表达的Cre重组酶具有重组活性,从而建立了体外检测Mx-Cre转基因re重组酶活性的方法。     

Cell-specific transgene expression from a widely transcribed promoter using Cre/lox in mice

Mice carrying two or more transgenes are used frequently to evaluate oncogene interactions during carcinogenesis. However, neoplastic transformation typically results in reduced expression both of differentiation-specific genes and of transgenes that use their promoters. In contrast, the more widely expressed metallothionein (MT) gene remains expressed at a high level in certain neoplasms, including those developing in pancreas. We have developed a system to maintain high-level, tissue-specific transgene expression during pancreatic carcinogenesis that uses Cre recombinase and a lox site-containing target transgene. Cre was expressed in pancreatic acinar cells under control of the elastase promoter (EL). Cre-mediated target transgene recombination placed a previously silent open-reading frame, encoding rat transforming growth factor alpha (TGFalpha), under control of the MT gene promoter. As long as DNA rearrangement does not occur in other cell types that express MT, TGFalpha expression will be restricted to acinar cells. Development of an effective target transgenic mouse required evaluation of multiple lineages to identify one with sufficient TGFalpha expression to induce pancreatic lesions after transgene rearrangement.     

Cre expression in primary spermatocytes: A tool for genetic engineering of the germ line

Transgenic mice were generated expressing a testicular Cre recombinase driven by promoter sequences derived from the gene encoding Synaptonemal Complex Protein 1 (Sycp1), expressed at an early stage of the male meiosis (leptotene to zygotene). Recombination at target LoxP sites was examined during germinal differentiation in mice harboring Sycp1-Cre and a second transgene where LoxP sites flank either the βgeo coding region, the Pgk1 promoter, or a tk-neo cassette inserted into the Rxrα locus. The LoxP-flanked transgenes were stably maintained in the somatic tissues of the double transgenic animals, as well as in the progeny of the females. Mice born after mating the double-transgenic males with normal females showed extensive deletions of the LoxP-flanked sequences. When the males were hemizygous for the Sycp1-Cre transgene, the deletions were observed even in the fraction of the offspring which had not inherited the Cre gene, thus demonstrating that expression occurred in the male parent during spermatogenesis. The high efficiency of excision at the LoxP sites makes the Sycp1-Cre transgenic males suitable for evaluating the role of defined gene functions in the germinal differentiation process. Mol. Reprod. Dev. 51:274–280, 1998. © 1998 Wiley-Liss, Inc.     

Cre/LoxP系统在转基因小鼠上的应用策略

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.     

肾上腺皮质束状带特异性表达Cre重组酶转基因小鼠的构建

肾上腺是人体重要的内分泌器官。由于缺乏肾上腺皮质束状带特异性表达Cre酶的工具鼠,目前对肾上腺皮质束状带细胞中特异表达基因的功能缺乏深入的解析。CYP11B1基因编码类固醇11β-羟化酶,该酶是糖皮质激素合成的关键酶,在肾上腺皮质束状带中特异性表达。本研究旨在利用CYP11B1基因在束状带特异性表达的特点,构建在肾上腺皮质束状带中特异性表达Cre重组酶的转基因动物。采用CRISPR/Cas9技术在CYP11B1基因终止密码子位点定点敲入2A-GfpCre表达框,获得CYP11B1-2A-GfpCre同源重组载体,进而构建CYP11B1Cre小鼠,并通过mTmG和LacZ染色确定Cre酶主要表达在小鼠肾上腺皮质束状带。在此基础上,本研究还用该工具鼠与胱硫醚-γ-裂解酶(cystathionineγ-lyase, CTH)条件性敲除鼠交配,获得了肾上腺皮质束状带CTH特异性敲除的小鼠,并证实了该动物肾上腺皮质束状带中CTH表达缺失。以上结果充分说明肾上腺皮质束状带特异性表达Cre重组酶小鼠构建成功。该工具鼠的成功构建,为深入研究肾上腺皮质束状带相关功能提供了有力工具。