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Cre报告品系/ Cre Reporter

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发表时间:2024-05-24 15:18作者:郑芒
在Cre-loxP条件性基因编辑技术中,荧光或染色报告小鼠品系是一个重要的工具,可以用来确认Cre重组酶的活性、定位以及评估基因编辑的效果。以下是几种常见的报告小鼠品系,它们通常与Cre工具鼠搭配使用:

1. 蓝色染色 Rosa26-lacZ

描述:Rosa26-lacZ小鼠是一种广泛使用的报告小鼠品系。在这个品系中,lacZ基因(编码β-半乳糖苷酶)被插入到Rosa26位点。当Cre重组酶切割loxP位点时,lacZ基因被激活,β-半乳糖苷酶的表达可以通过X-gal染色来检测。
用途:用于检测Cre重组酶的活性,通过蓝色染色标记表达lacZ的细胞。
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Soriano, P. (1999). Generalized lacZ expression with the ROSA26 Cre reporter strain. Nature Genetics, 21(1), 70-71. doi:10.1038/5007

2. 绿色荧光 CAG-LSL-GFP

描述:CAG-LSL-GFP小鼠在全身表达的CAG启动子后连接了一个带有LoxP-STOP-LoxP(LSL)序列的GFP基因。Cre重组酶移除STOP序列后,GFP基因被激活。

用途:用于报告Cre重组酶活性,通过绿色荧光标记,适合长期细胞追踪和体内成像研究。

Sakamoto, K., et al. (2020) Efficient tissue-type specific expression of target genes in a tetracycline-controlled manner from the ubiquitously active Eef1a1 locus. Sci Rep 10, 207. https://doi.org/10.1038/s41598-019-57052-z

3. 绿色荧光 CAG-LSL-ZsGreen

描述:ZsGreen报告小鼠在目标位点插入了ZsGreen基因,表达一种绿色荧光蛋白。在Cre重组酶作用下,loxP位点之间的阻止序列被移除,使得ZsGreen基因被激活。

用途:用于检测Cre重组酶的活性,绿色荧光易于通过荧光显微镜观察,适合长时间的活体成像研究。

Bryda, E.C., Men, H., Davis, D.J. et al. (2019). A novel conditional ZsGreen-expressing transgenic reporter rat strain for validating Cre recombinase expression. Sci Rep 9, 13330 . https://doi.org/10.1038/s41598-019-49783-w

4. 红色荧光 Rosa26-LSL-tdTomato

描述:Rosa26-LSL-tdTomato小鼠在Rosa26位点插入了tdTomato基因。tdTomato是一种明亮的红色荧光蛋白,在Cre重组酶切割loxP位点后被激活。

用途:用于标记和追踪表达Cre重组酶的细胞,红色荧光便于在复杂组织中识别标记的细胞。

Madisen, L., et al. (2010). A robust and high-throughput Cre reporting and characterization system for the whole mouse brain. Nature Neuroscience, 13(1), 133-140. doi:10.1038/nn.2467

5. 黄色荧光 Rosa26-LSL-EYFP

描述:Rosa26-LSL-EYFP小鼠在Rosa26位点插入了EYFP (Enhanced Yellow Fluorescent Protein) 基因。在Cre重组酶作用下,loxP位点之间的阻止序列被移除,使得EYFP基因被激活,从而在细胞中表达黄色荧光蛋白。
用途:用于实时检测Cre重组酶的活性和定位,方便通过荧光显微镜观察。

Srinivas, S., et al. (2001). Cre reporter strains produced by targeted insertion of EYFP and ECFP into the ROSA26 locus. BMC Developmental Biology, 1(1), 4. doi:10.1186/1471-213X-1-4

6. 生物发光 Rosa26-LSL-Luciferase
描述:Rosa26-LSL-Luciferase小鼠在Rosa26位点插入了一个由loxP位点包围的STOP序列,该序列下游是荧光素酶 (luciferase) 基因。在Cre-loxP系统介导下,实现对Cre重组酶表达的检测与定位。

用途:Cre重组酶不存在时,STOP序列阻止荧光素酶基因的表达。Cre重组酶表达时,Cre重组酶识别loxP位点并切除STOP序列,使荧光素酶基因得以表达。荧光素酶催化底物荧光素发生氧化反应,产生生物发光,可通过生物发光成像技术进行检测。

Safran M, et al. Mouse Reporter Strain for Noninvasive Bioluminescent Imaging of Cells that have Undergone Cre-Mediated Recombination. Molecular Imaging. 2003;2(4). doi:10.1162/15353500200303154

7. 双色荧光 Rosa26-mTmG

(Rosa26-loxP-STOP-loxP-mT-pA-loxP-STOP-loxP-mG)

描述:Rosa26-mTmG小鼠在Rosa26位点插入了一个双荧光报告基因 (Membrane-Tomato-Membrane-GFP)。默认情况下,细胞膜上表达红色荧光蛋白(mTomato),在Cre重组酶作用下,loxP位点之间的mTomato被移除,绿色荧光蛋白(mGFP)被激活。

用途:用于区分Cre重组酶活性前后的细胞,通过红绿荧光的转换可以直观地显示Cre重组酶的作用。

Muzumdar, M. D., et al. (2007). A global double-fluorescent Cre reporter mouse. Genesis, 45(9), 593-605. doi:10.1002/dvg.20335

8. 蓝色染色/绿色荧光 Z/EG (lacZ/EGFP)

(Rosa26-loxP-STOP-loxP-lacZ-loxP-EGFP)

描述:Z/EG小鼠在Rosa26位点插入了一个由loxP位点包围的“STOP”序列,该序列上游是lacZ基因(编码β-半乳糖苷酶),下游是EGFP基因(编码增强型绿色荧光蛋白)。

用途:用于区分Cre重组酶活性前后的细胞。Cre重组酶表达前,细胞表达β-半乳糖苷酶(lacZ)。Cre重组酶表达后,lacZ表达被切除,细胞表达EGFP绿色荧光蛋白。

Novak, A., Guo, et al. (2000), Z/EG, a double reporter mouse line that expresses enhanced green fluorescent protein upon cre-mediated excision. Genesis, 28: 147-155.

9. 多色荧光 Brainbow Mice

描述:Brainbow小鼠品系通过Cre-loxP系统实现多种荧光蛋白的随机表达。在这个系统中,多个loxP位点和荧光蛋白基因被插入到目标位点,通过Cre重组酶的随机重组,不同细胞会表达不同的荧光组合。

用途:用于神经科学研究,特别是神经回路的标记和追踪,Brainbow技术可以使每个神经元以不同的颜色显现,从而便于观察复杂的神经网络。

Livet, J., et al. (2007). Transgenic strategies for combinatorial expression of fluorescent proteins in the nervous system. Nature, 450(7166), 56-62. doi:10.1038/nature06293


总结

报告小鼠品系的选择取决于研究的具体需求,包括Cre重组酶的活性、表达的时空特异性以及所需的蛋白类型光蛋白/酶。通过搭配使用这些报告小鼠,科学家可以更精确地评估和追踪基因编辑的效果,提供丰富的实验数据支持。


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