转基因小鼠与基因敲除小鼠的区别

随着基因组学研究的深入，做转基因动物或是基因敲除模型的科研人员越来越多虽说转基因技术发展这么多年了，技术也成熟，但许多刚进入的研究者对一些重要的细节仍然不是很清楚。所以，亲们，我们就一起对这两种概念进行下对比分析吧！

一、转基因鼠

转基因小鼠就是基因组中含有外源基因的小鼠。它是按照预先的设计，通过细胞融合、细胞重组、遗传物质转移、染色体工程和基因工程技术将外源基因导入精子、卵细胞或受精卵，再以生殖工程技术而发育。用以改变普通小鼠的性状。

转基因小鼠常用于基因的过表达。根据制备策略，分为随机转基因和定点转基因。随机转基因是将过表达载体注射到受精卵中，表达载体以随机方式插入基因组，首建鼠可能有多个位点插入，每个插入位点可能含有多个表达载体拷贝。这个特点导致有的转基因小鼠会发生表达沉默，因此需要对小鼠进行表达筛选，筛出正确表达的小鼠，进行建系才能用于后续实验。定点转基因是将基因表达载体插入到基因组特定位点上，如 Rosa26 位置，研究证明，这个位置不容易发生表达沉默，与随机转基因相比，优势是表达确定，但制备相对复杂，成本和周期增加。

转基因小鼠制备示意图（来自：Yale J Biol Med. 2011 Jun;84(2):117-124）

二、基因敲除鼠

基因敲除是基因打靶技术的一种，类似于基因的同源重组。指外源DNA与受体细胞基因组中序列相同或相近的基因发生同源重组，从而代替受体细胞基因组中的相同/相似的基因序列，整合入受体细胞的基因组中。此法可产生精确的基因突变，也可正确纠正机体的基因突变。基因嵌入又称基因置换，它是利用内源基因序列两侧或外面的断裂点，用同源序列的目的基因整个置换内源基因。用以研究某一基因的作用。

1. 全身性基因敲除

KO（Knockout），也叫完全基因敲除，是指在小鼠所有组织细胞中，将靶基因的某些重要外显子或功能结构域、甚至所有外显子敲除掉，导致靶基因的表达缺失。研究目的基因对全身生理或病理的功能。这种基因敲除小鼠模型构建周期短，交配流程简单。但也有缺点，大约有1/3的基因纯合敲除后会导致小鼠胚胎期死亡或出生期死亡，引发其它基因的代偿，导致基因敲除后没有明显表型改变。

全身性基因敲除示意图（来自网络）

完全性基因敲除步骤：

（1）去除抗性基因 Neo：选择阳性TurboKnockout小鼠与野生型小鼠杂交，获得去除打靶载体中的 Neo 基因的F1 代杂合子KO（+/-）；

（2）再挑选一对F1 代杂合子KO小鼠进行自交，通过 PCR 鉴定筛选得到去除Neo的纯合子KO小鼠（-/-）。

完全性基因敲除建系流程示意图（来自网络）

2. 条件性敲除

CKO（Conditional Knockout），将某个基因的修饰限制于小鼠某些特定类型的细胞或发育的某一特定阶段，实现对小鼠基因组的时空特异性修饰。主要的应用方向是胚胎致死性基因、研究靶基因在特定组织或细胞中的功能、研究靶基因在特定时期或阶段发挥的作用等。但这项技术的缺点是交配流程较为复杂、小鼠模型构建周期相对较长。

条件性敲除示意图（来自网络）

通过CRISPR辅助，在关键外显子的两侧通过同源重组，插入两个loxp，在Cre的作用下，loxp之间的外显子被删除，实现基因条件敲除。