Tmem119-CreERT2小鼠构建
Cre蛋白是一种存在大肠杆菌噬菌体P1的重组酶,它可以特异性识别细胞内基因或DNA上的LoxP序列并根据LoxP序列的位置和LoxP序列之间的关系,介导不同的特异性重组反应。
条件性基因敲除的基本原理利用的重组方式是:当两个LoxP位点位于一条DNA链上且方向相同Cre重组酶能有效地敲除两个LoxP位点间的序列(图A)
Cre-loxP诱导基因重组的方式
图为Cre-loxP诱导基因重组的方式,敲除(A)、翻转(B)、易位(C)
小胶质细胞是位于大脑中的巨噬细胞,主要负责中枢神经系统 (CNS) 的免疫防御,对维持大脑内稳态有着重要作用。
然而,由于缺乏合适的研究工具,当前的研究方法很难区分小胶质细胞及脑内其它巨噬细胞,因此,人们对小胶质细胞功能机制的深入研究受到了一定的限制。
之所以很难区分小胶质细胞及脑内其它巨噬细胞,是因为这些巨噬细胞同源,许多标记物都相同,如整合素 α M (ITGAM/CD11b)、表面糖蛋白 F4/80、造血标志物CD45、溶酶体蛋白CD68、离子钙接头分子(Iba)-1, Cx3趋化因子受体1(Cx3cr1)、MER原癌基因酪氨酸蛋白激酶(MerTK)等。
事实上,早前出现的Cx3cr1-Cre和Cx3cr1-CrERT2品系都是标记所有CNS巨噬细胞,并不能区分小胶质细胞和脑内其它巨噬细胞。
因此,使用Cx3cr1-GFP、Cx3cr1-Cre或Cx3cr1-CrERT2品系通常将CNS中所有巨噬细胞的混合体作为整体进行评估,而不是只针对小胶质细胞这一类进行研究。
此外,现有的转基因品系如Sall1-GFP、Sall1-CreERT2、Cx3cr1-GFP、Cx3cr1-Cre或Cx3cr1-CreERT2通常是替代性敲入策略产生的,即表达外源性敲入的序列,内源性基因不表达,但是该类策略有可能会影响小胶质细胞的表型,因此,迫切需要新的基因工具来对小胶质细胞进行研究。
我们利用CRISPR/Cas9技术在Tmem119基因的终止密码子前插入了2A-CreERT2基因盒,使得Cre重组酶具有Tmem119启动子特异性,且需要tamoxifen的存在才能激活。
通过将Tmem119- CreERT2与荧光报告基因小鼠基因交配发现,Tamoxifen诱导的Tmem119- CreERT2系可以在很长一段时间内对小胶质细胞产生稳定的遗传修饰。