基因编辑小鼠简介及计划生育手册

我们大多习惯把所有的基因编辑小鼠都称为「转基因小鼠」，其实细品下便知这是一种错误的说法。来来来，师兄帮你们科普下！
  

一、基因编辑小鼠的分类

基因编辑小鼠可分为三大类、7 小类： 

 （1）转基因（Tg）首先构建表达载体，包含启动子、增强子、编码区、polyA 等元件，然后将表达载体注入到受精卵的细胞核内，外源表达载体将插入到受精卵的基因组内，再将该受精卵移植到受体母鼠输卵管内，发育成为小鼠个体，该小鼠就会表达转入的外源基因。 （2）基因全身性敲除（KO）利用 Crispr/Cas9 系统，在受精卵的目标基因的编码区两侧分别切断，然后受精卵在连接断口的过程中，会丢失掉断口之间的序列（即编码区）。该受精卵移植到受体母鼠输卵管内，发育成为小鼠个体，该小鼠将无法表达目标基因，导致目标基因将完全失去活性，表现为全身性基因敲除。 （3）基因敲入（KI）首先构建打靶载体：包含同源臂和外源基因，然后将表达载体通过显微注射的方法注入到受精卵的细胞核内，同时利用 Crispr/Cas9 系统，在受精卵目的基因位置切断基因组 DNA，受精卵会通过同源重组将外源基因定点整合到基因组内。该受精卵移植到受体母鼠输卵管内，发育成为小鼠个体，该小鼠就携带了转入的外源基因。

 二、基因修饰类型选择

小鼠基因修饰类型有很多种，那么如何选择最适合自己研究内容的基因编辑小鼠呢？ 我们希望得到与普通（野生）小鼠不一样的小鼠，其实只有 3 种的情况：

• 「多」，比普通（野生）小鼠多某种功能；

• 「少」，比普通（野生）小鼠少某种功能；

• 「换」，比普通（野生）小鼠改变了某种功能。

 下面是常见的 7 种制备目的，红线连接着首先选择的修饰类型： 

 关于「随机转基因」和 「定点转基因」，
二者的特点：

• 随机转基因：外源基因插入的位置、方向、拷贝数都是随机的。

• 定点转基因：可以将外源基因插入到基因组的特点位置，方向、拷贝数都可以预先确定。

   

二者的区别：下面的表格中进行了简单的对比。

 为了研究某个基因在体内的功能，通常需要将该基因敲除，再观察其出现了什么异常现象，就可以推测该基因具有何种功能。如下图所示： 

 关于「全身性基因敲除」和「条件性基因敲除」，二者在成本、制作周期、建系难度上，都有着不小的差别，那该如何选择呢？ 尽可能优先选择全身性基因敲除，但必须同时满足以下要求：

• 敲除该基因，不影响小鼠存活；

• 敲除该基因，不影响小鼠发育；

• 敲除该基因，不影响小鼠繁殖性能。

 如果不满足上述的任何一点要求，就不能选择全身性敲除了。需要该基因缺失后的表型，怎么办？ 此时可以选择条件性敲除，通过实验设计，可以在小鼠的某个年龄、或某个器官/组织内进行基因敲除。这样，就可以对活着的小鼠进行科学研究了。 条件性敲除小鼠是近几年来非常热门的修饰类型，围绕条件性敲除小鼠可以开展很多高水平的动物实验研究。通过合理的实验设计，一种条件性敲除小鼠可以反复使用，在不同器官、不同组织、或不同年龄进行基因敲除的研究。


  关于「基因人源化小鼠的修饰类型」该如何选择呢？ 基因人源化小鼠，就是让小鼠表达人的基因。根据实验要求，可以选择不同的修饰类型。如何选择人源化小鼠的修饰类型，参见下表： 

   

三、基因编辑小鼠的制作步骤和流程
 

制作基因编辑小鼠，实际上是对受精卵进行基因编辑，然后将编辑后的受精卵培育成小鼠个体，作为首建鼠（founder 鼠），这只首建鼠全身的细胞都源于受精卵的分裂和复制，所以其全身所有细胞的基因组与编辑后的受精卵完全相同。最后将首建鼠扩繁建系，获得大量的小鼠用于动物实验。 制备基因编辑小鼠分为 6 个步骤：① 制备基因编辑分子工具（cas9、打靶载体 donor 等）② 对雌鼠超数排卵，再与雄鼠交配获得大量受精卵③ 将基因编辑工具显微注射到受精卵内④ 将注射后的受精卵移植给受体母鼠⑤ 仔鼠出生及鉴定筛选⑥ 阳性首建鼠扩繁建系 整个过程的流程图：

   

四、基因编辑小鼠每个制作步骤的周期
 

① 制备基因编辑工具：一般 1~2 个月② 受精卵准备：日常提供，不需额外时间③ 显微注射：一般 1~2 个月④ 胚胎移植：显微注射后当天完成⑤ 仔鼠出生：胚胎移植后 3 周；基因型鉴定：出生后 2~3 周⑥ 首建鼠扩繁：扩繁一代需要 3 个月 根据经验，各种类型基因编辑小鼠获得首建鼠（F0 代）的平均周期为：

• Tg——3~5 个月

• KO——2~3 个月

• KI——3~5 个月

• CKO——3~5 个月

• 点突变——2~4 个月

 以上是获得首建鼠的时间，但扩繁一代建议由专业机构来操作，高效而安全的交付 F1 代。 

接收 F1 代表面上既多花钱还晚交付，那有什么好处呢？

 

动物模型专家维通达给出 TIPs:

 

一般情况下，建议不要着急接收首建鼠，而是由专业机构、企业扩繁一代，获得 F1 代小鼠再交付。原因主要有：

① 安全性更高：首建鼠一般数量较少，没有备份，万一运输过程中出现意外，将造成品系丢失；或者同学自己扩繁的时候，遇到意外情况，也可能造成品系丢失。② 效率更高更快：首建鼠繁殖性能可能相对较差，同学自己扩繁比较慢，或者有可能扩繁失败。③ 直接快速：首建鼠有可能是嵌合体，将造成其后代的基因型比较复杂，需要再次鉴定筛选出有用的个体。
  

五、一只基因编辑小鼠多少钱？ 
 

 基因编辑小鼠属于私人订制，通常使用者只有客户自己，所以基因编辑小鼠不是按「只」卖的，而是按照项目订制收费的，制作的小鼠的产权归客户所有。一般交付的小鼠不少于 3 只，同学收到小鼠可以自己无限扩繁。具体费用取决于制作类型，请与维通达沟通。 您需要提供什么？通常您只需要提供基因的名称，以及如何编辑的想法。然后维通达会把您的想法落实为具体方案，达到您的目的。之后，签订服务合同后，您就等着接收小鼠吧。 

现在不开学，不能到校，小鼠无法扩繁，怎么办？

维通达了解到，好多院校、研究所受疫情影响无法开学，而小鼠的繁殖性能通常在6~8 月龄以内最好，过了这个阶段，繁殖力将迅速下降，甚至有绝育的危险。

 

针对这种困难，维通达已做好准备，为广大同学们提供大小鼠代养扩繁服务，包含净化、饲养、观察、合笼、离乳、IVF快速扩繁、小鼠编号及单基因型鉴定等，综合优惠价每只后代 198 元起，只要子代小鼠满 99 只即可享受该优惠。提供2 只可育雄鼠，最快 3~6 个月即可获得几十只阳性后代。

 

等开学了，直接做动物实验，美哉~~