KI小鼠模型

1. KI小鼠模型的定義與技術(shù)原理

KI（Knock-in） 指通過基因編輯技術(shù)將特定外源序列（如點(diǎn)突變、報告基因、人類基因片段）精準(zhǔn)插入小鼠基因組特定位點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對內(nèi)源基因的定向修飾。

• 技術(shù)基礎(chǔ)：

• 同源重組（ES細(xì)胞打靶） ：傳統(tǒng)方法，利用胚胎干細(xì)胞進(jìn)行基因靶向，穩(wěn)定性高但周期長（約6-8個月）。

• CRISPR/Cas9：現(xiàn)代主流技術(shù)，直接對受精卵編輯，效率高、周期短（可縮至4個月），支持大片段插入（最大300kb）。
  

   

• 核心目的：

• 模擬人類疾病突變（如亨廷頓病CAG重復(fù)擴(kuò)展）

• 插入報告基因（如EGFP、tdTomato）實(shí)現(xiàn)細(xì)胞示蹤
  

   

• 構(gòu)建人源化模型（替換小鼠基因為人類同源序列）
  

   

2. KI小鼠模型的分類與典型品系

（1）疾病模擬型

（2）工具型

• 報告基因模型：

• Cubn-sGFP-P2A-nLacZ（熒光示蹤）

• Tubb3-2A-EGFP（神經(jīng)元標(biāo)記）

• B-CAG-tdTomato cKI（Cre依賴型紅色熒光）

• 條件性基因操作工具：

• Trpv1-Myc-IRES-Cre（疼痛神經(jīng)元特異調(diào)控）

• Trdc-IRES-CreERT2（誘導(dǎo)型T細(xì)胞編輯）

（3）人源化免疫模型

• 免疫缺陷宿主：NOD/LtSz-scid小鼠（缺乏T/B細(xì)胞，NK活性低）作為基礎(chǔ)，支持人免疫細(xì)胞移植。

• 人免疫系統(tǒng)重建：
  聯(lián)合移植人胎胸腺/肝臟組織與CD34?干細(xì)胞，形成功能性人T/B細(xì)胞。

3. 核心應(yīng)用領(lǐng)域

（1）疾病機(jī)制解析

• 神經(jīng)退行性疾病：亨廷頓病KI模型揭示CAG重復(fù)長度與病理嚴(yán)重度正相關(guān)。

• 腫瘤研究：人源化PD-1-EGFP KI模型（B-PD-1-EGFP）用于腫瘤免疫微環(huán)境示蹤。

• 代謝與器官病變：結(jié)腸特異性KI模型成功模擬人類組織wei縮和糖代謝異常。

（2）藥物研發(fā)平臺

• 藥效評價：人源化抗體生產(chǎn)模型（如全人源抗體KI小鼠）。

• 藥代動力學(xué)：藥物代謝酶人源化模型（如CYP450家族替換）。

（3）前沿技術(shù)整合

• 活體示蹤：EGFP/tdTomato報告基因?qū)崿F(xiàn)腫瘤轉(zhuǎn)移實(shí)時監(jiān)測。

• 光遺傳調(diào)控：Cre依賴型KI小鼠結(jié)合光遺傳學(xué)精準(zhǔn)操控神經(jīng)回路。

4. 技術(shù)優(yōu)勢與局限性

優(yōu)勢

• 精準(zhǔn)性：靶向位點(diǎn)整合避免轉(zhuǎn)基因隨機(jī)插入的不可控性。

• 生理相關(guān)性：人源化模型保留內(nèi)源調(diào)控機(jī)制（如啟動子控制）。

• 多功能拓展：支持條件性誘導(dǎo)（CreERT2）、雙報告基因標(biāo)記等復(fù)合設(shè)計。

局限性

• 技術(shù)復(fù)雜度：大片段插入（>20kb）需多輪靶向，失敗率高。

• 物種差異殘留：人源化模型仍受小鼠微環(huán)境影響（如細(xì)胞因子不匹配）。

• 成本與周期：CRISPR加速流程但定制模型仍需4-12個月。