小鼠基因編輯實驗

簡要描述：小鼠基因編輯實驗是運用基因工程技術對小鼠基因組進行精確修改，包括基因敲除、敲入、點突變等操作，可模擬人類疾病、研究基因功能和探索治療靶點。CRISPR/Cas9 系統的出現，使小鼠基因編輯更高效便捷，它通過向小鼠體內注射特定的 CRISPR/Cas9 復合物，精準識別并切割目標基因，再利用細胞自身修復機制完成基因編輯，為生命科學研究提供有力的模型工具。

更新時間：2025-06-26
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一、基因編輯技術發展脈絡與核心突破

1. 核酸酶技術的迭代演進

技術類型	關鍵技術突破	小鼠模型應用里程碑
ZFN（鋅指核酸酶）	可編程DNA結合域設計（Geurts et al. 2009）	shou例基因敲除大鼠誕生（2009）
TALEN	模塊化DNA識別結構域（~34個氨基酸識別1個堿基） (Qu et al. 2013)	高效率小鼠基因靶向（>50%胚胎編輯效率）
CRISPR/Cas9	雙RNA引導（tracrRNA:crRNA）的DNA切割 (Jinek et al. 2012) ；單鏈向導RNA（sgRNA）簡化設計	一步法多基因編輯小鼠（Wang et al. 2013）

CRISPR核心優化：
特異性提升：雙切口酶（Cas9n）設計減少脫靶效應（Ran et al. 2013）
遞送革新：病毒樣顆粒（VLP）遞送CRISPR-RNP，避免DNA整合風險（TT2025會議O-2）

2. 第三代編輯工具：引導編輯（Prime Editing）

技術原理：融合逆轉錄酶與nCas9，通過pegRNA直接寫入新序列（許志錳等 2024）
小鼠模型應用：

精準疾病模型構建：成功引入人類并指畸形突變（Liu et al.）
遺傳病修復：lao氨酸血癥、先天性黑蒙癥等模型基因校正（Jang et al.）

二、小鼠基因編輯的核心策略與實驗設計

1. 胚胎水平編輯

方法	優勢	局限性	應用案例
原核顯微注射	直接獲得F0代突變體	嵌合體率高	傳統ZFN/TALEN編輯
CRISPR/Cas9注射	多基因同步編輯（高達5個基因）	需優化sgRNA設計降低脫靶	白內障模型（Cryc2基因編輯）
體外受精（IVF）優化	無需CO?培養箱（TT2025 O-1）	胚胎存活率波動	高效胚胎生產標準化流程

2. 體細胞與干細胞編輯

類器官模型：肝/腸類器官中模擬遺傳病
iPSC聯合編輯：CRISPR校正ALS突變（SOD1 R115G）后移植

3. 時空特異性編輯系統

化學誘導二聚化（CID）：控制Cre重組酶活性（TT2025 O-4）
光控CRISPR：光敏蛋白融合Cas9實現神經環路精準編輯

三、疾病模型構建的突破性應用

1. 傳染病與免疫研究

免疫檢查點人源化：PD-1/CTLA-4人源化小鼠用于腫瘤免yi治療篩選（上海交大講座）
病毒受體編輯：ACE2人源化小鼠研究新guan病毒入侵機制

2. 神經退行性疾病

神經毒性模型：CRISPR引入Tau蛋白突變（P301L）模擬阿爾茨海默病
基因治療驗證：AAV遞送PE修復Leber先天性黑蒙癥

3. 代謝與罕見病

肥胖/糖尿病模型：瘦素基因（Lep）敲除小鼠（南模生物）
大型動物模型拓展：引導編輯構建犬髖關節發育不良模型

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小鼠基因編輯實驗

一、基因編輯技術發展脈絡與核心突破

1. 核酸酶技術的迭代演進

2. 第三代編輯工具：引導編輯（Prime Editing）

二、小鼠基因編輯的核心策略與實驗設計

1. 胚胎水平編輯

2. 體細胞與干細胞編輯

3. 時空特異性編輯系統

三、疾病模型構建的突破性應用

1. 傳染病與免疫研究

2. 神經退行性疾病

3. 代謝與罕見病

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