一种新型神经特异遗传工具—Nestin-Cre敲入大鼠的构建与表征OA
Construction and characterization of a novel neural-specific Nestin-Cre knock-in rat model
目的 利用CRISPR/Cas9技术构建Nestin-Cre定点敲入大鼠模型,旨在为神经系统发育及疾病机制研究提供可靠的遗传学工具.方法 设计靶向SD大鼠Nestia基因第5外显子下游的sgRNAs,构建含IRES-Cre表达单元的同源重组供体质粒.将CRISPR/Cas9组件与供体载体显微注射至受精卵,胚胎移植获得F0代.通过PCR及Sanger测序筛选正确敲入个体,与野生型SD大鼠交配获得F1代验证遗传稳定性.将F1代中Nestin-Cre大鼠与Rosa26imCherry大鼠杂交,免疫荧光检测子代Nestin-Cre;Rosa26imCherry大鼠脑、脊髓及外周器官中mCherry表达及组织分布.结果 成功构建sgRNAs及供体质粒,经显微注射与胚胎移植,成功获得Nestin位点精准敲入的F0代大鼠,且该基因修饰能稳定遗传.免疫荧光显示,Nestin-Cre;Rosa26imCherry 大鼠中枢神经系统(脑、脊髓)呈mCherry高水平表达;心、肝、脾、肺、肾、卵巢、肌肉等外周组织可见散在荧光,符合Nestin内源性表达谱.脑组织mCherry与神经元标记物NeuN显著共定位,证实Cre活性具有神经元特异性.结论 研究成功建立Nestin-Cre敲入大鼠模型,Cre在中枢神经系统高效特异表达且稳定遗传,为神经元特异性基因功能研究提供了有价值的工具大鼠品系.
Objective To establish a Nestin-Cre site-specific knock-in rat model using CRISPR/Cas9 technology,to provide a reliable and efficient genetic tool for research on nervous system development and disease mechanisms.Methods Specific single guide RNAs(sgRNAs)targeting the downstream region of Nestin exon 5 were designed and a homologous recombination donor plasmid containing an internal ribosome-entry site-Cre expression cassette was constructed.CRISPR/Cas9 system components and the donor vector were co-microinjected into rat zygotes,followed by embryo transfer to generate F0-generation rats.Knock-in-positive individuals were identified by polymerase chain reaction and Sanger sequencing and mated with wild-type rats to obtain F1 offspring to validate germline transmission stability.To evaluate the tissue-specific activity of Cre recombinase,F1 knock-in Nestin-Cre rats were crossed with Rosa26imCherry rats and expression levels of mCherry in the brain,spinal cord,and various peripheral organs in the offspring of Nestin-Cre;Rosa26imCherry rats was examined systematically by immunofluorescence.Results High-efficiency sgRNAs and donor plasmids were prepared successfully.Microinjection and embryo transfer produced F0 founders with precise knock-in,and stable transmission of the genetic modification was confirmed.High-level expression of mCherry in the central nervous system(brain and spinal cord)in Nestin-Cre;Rosa26imCherry rats was demonstrated by immunofluorescence.Scattered fluorescence signals were observed in peripheral tissues,including the heart,liver,spleen,lung,kidney,ovary,and muscle,consistent with the endogenous developmental expression profile of Nestin.Significant co-localization of mCherry with the mature neuronal marker NeuN in brain tissues indicated that Cre recombinase activity demonstrated clear neuronal lineage specificity.Conclusions A Nestin-Cre knock-in rat model was established successfully.This model achieves efficient and specific expression of Cre recombinase within the central nervous system,with a stably inheritable modification site,providing a valuable rat strain for conducting neuron-specific gene function studies in vivo.
张磊;关菲菲;刘宁;马元武;孔琪;张旭;齐晓龙;贺佳跃;宫爽;吴玥;王珏;潘烁;高珊
中国医学科学院医学实验动物研究所&北京协和医学院比较医学中心,国家动物模型技术创新中心,国家人类疾病动物模型资源库,呼吸和共病全国重点实验室,国家卫生健康委比较医学重点实验室,病原体感染防控教育部重点实验室,北京 100021中国医学科学院医学实验动物研究所&北京协和医学院比较医学中心,国家动物模型技术创新中心,国家人类疾病动物模型资源库,呼吸和共病全国重点实验室,国家卫生健康委比较医学重点实验室,病原体感染防控教育部重点实验室,北京 100021中国医学科学院医学实验动物研究所&北京协和医学院比较医学中心,国家动物模型技术创新中心,国家人类疾病动物模型资源库,呼吸和共病全国重点实验室,国家卫生健康委比较医学重点实验室,病原体感染防控教育部重点实验室,北京 100021中国医学科学院医学实验动物研究所&北京协和医学院比较医学中心,国家动物模型技术创新中心,国家人类疾病动物模型资源库,呼吸和共病全国重点实验室,国家卫生健康委比较医学重点实验室,病原体感染防控教育部重点实验室,北京 100021||中国医学科学院医学实验动物研究所,灵长类研究中心,北京 100021||细胞生态海河实验室,天津 300301中国医学科学院医学实验动物研究所&北京协和医学院比较医学中心,国家动物模型技术创新中心,国家人类疾病动物模型资源库,呼吸和共病全国重点实验室,国家卫生健康委比较医学重点实验室,病原体感染防控教育部重点实验室,北京 100021中国医学科学院医学实验动物研究所&北京协和医学院比较医学中心,国家动物模型技术创新中心,国家人类疾病动物模型资源库,呼吸和共病全国重点实验室,国家卫生健康委比较医学重点实验室,病原体感染防控教育部重点实验室,北京 100021中国医学科学院医学实验动物研究所&北京协和医学院比较医学中心,国家动物模型技术创新中心,国家人类疾病动物模型资源库,呼吸和共病全国重点实验室,国家卫生健康委比较医学重点实验室,病原体感染防控教育部重点实验室,北京 100021中国医学科学院医学实验动物研究所&北京协和医学院比较医学中心,国家动物模型技术创新中心,国家人类疾病动物模型资源库,呼吸和共病全国重点实验室,国家卫生健康委比较医学重点实验室,病原体感染防控教育部重点实验室,北京 100021中国医学科学院医学实验动物研究所&北京协和医学院比较医学中心,国家动物模型技术创新中心,国家人类疾病动物模型资源库,呼吸和共病全国重点实验室,国家卫生健康委比较医学重点实验室,病原体感染防控教育部重点实验室,北京 100021中国医学科学院医学实验动物研究所&北京协和医学院比较医学中心,国家动物模型技术创新中心,国家人类疾病动物模型资源库,呼吸和共病全国重点实验室,国家卫生健康委比较医学重点实验室,病原体感染防控教育部重点实验室,北京 100021中国医学科学院医学实验动物研究所&北京协和医学院比较医学中心,国家动物模型技术创新中心,国家人类疾病动物模型资源库,呼吸和共病全国重点实验室,国家卫生健康委比较医学重点实验室,病原体感染防控教育部重点实验室,北京 100021中国医学科学院医学实验动物研究所&北京协和医学院比较医学中心,国家动物模型技术创新中心,国家人类疾病动物模型资源库,呼吸和共病全国重点实验室,国家卫生健康委比较医学重点实验室,病原体感染防控教育部重点实验室,北京 100021中国医学科学院医学实验动物研究所&北京协和医学院比较医学中心,国家动物模型技术创新中心,国家人类疾病动物模型资源库,呼吸和共病全国重点实验室,国家卫生健康委比较医学重点实验室,病原体感染防控教育部重点实验室,北京 100021
医药卫生
NestinCre重组酶CRISPR/Cas9基因敲入转基因大鼠大鼠模型
NestinCre recombinaseCRISPR/Cas9knock-intransgenic ratrat model
《中国比较医学杂志》 2026 (9)
63-74,12
国家科技重大专项(2025ZD01900700)国家重点研发计划(2024YFF0728800)中国医学科学院医学与健康科技创新工程(2021-I2M-1-024,2023-I2M-2-001)全国重点实验室专项(2060204)中国医学科学院公益性基本科研业务费专项(2023-PT180-01)细胞生态海河实验室创新基金(HH24KYZX0007).
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