肝脏特异性低表达小鼠建立

1. 解析当前的敲低模型 (AAV8.U6.shRNA)

首先,我们需要理解图片中每个部分的作用,才能知道替换什么:

  • AAV8 (血清型):

    • 作用: 递送载体(卡车)。
    • 特点: AAV8 对肝脏(Liver)有极强的亲和力(Tropism)。这是该模型被称为“肝脏特异性”的主要原因。
  • U6 (启动子):

    • 作用: 驱动基因转录(引擎)。
    • 特点: 这是一个 RNA 聚合酶 III 启动子,专门用于转录短小的非编码RNA(如 shRNA, sgRNA)。它不能用来驱动蛋白质编码基因(mRNA)的表达。
  • shRNA-Igfbp2 (负载):

    • 作用: 功能元件。
    • 特点: 能够形成发夹结构,通过 RNA 干扰(RNAi)机制降解 Igfbp2 的 mRNA,从而实现敲低。
  • shRNA-scramble (对照):

    • 作用: 阴性对照。
    • 特点: 一段乱序序列,不针对任何已知基因,证明敲低效果不是由病毒感染本身引起的。

2. 构建肝脏特异性过表达模型 (Deriving the Overexpression Model)

要实现过表达(即让细胞大量产生 Igfbp2 蛋白),你需要保留 AAV8,但必须更换启动子负载

A. 核心元件的替换

元件类型 敲低模型 (当前) 过表达模型 (目标) 替换原因
载体/血清型 AAV8 AAV8 保留。 AAV8 是小鼠肝脏感染的黄金标准,能保证靶向肝脏。
启动子 U6 TBGAlb****AAV介导的基因敲低(Knockdown)策略。

要从这个“敲低模型”衍生出“过表达(Overexpression)模型”,我们需要对载体的核心元件进行替换。

以下是详细的分析和构建过表达模型的方案:


1. 解析当前的敲低模型 (AAV8.U6.shRNA)

首先,我们需要理解图片中每个部分的作用,才能知道替换什么:

  • AAV8 (血清型):

    • 作用: 递送载体(卡车)。
    • 特点: AAV8 对肝脏(Liver)有极强的亲和力(Tropism)。这是该模型被称为“肝脏特异性”的主要原因。
  • U6 (启动子):

    • 作用: 驱动基因转录(引擎)。
    • 特点: 这是一个 RNA 聚合酶 III 启动子,专门用于转录短小的非编码RNA(如 shRNA, sgRNA)。它不能用来驱动蛋白质编码基因(mRNA)的表达。
  • shRNA-Igfbp2 (负载):

    • 作用: 功能元件。
    • 特点: 能够形成发夹结构,通过 RNA 干扰(RNAi)机制降解 Igfbp2 的 mRNA,从而实现敲低。
  • shRNA-scramble (对照):

    • 作用: 阴性对照。
    • 特点: 一段乱序序列,不针对任何已知基因,证明敲低效果不是由病毒感染本身引起的。

2. 构建肝脏特异性过表达模型 (Deriving the Overexpression Model)

要实现过表达(即让细胞大量产生 Igfbp2 蛋白),你需要保留 AAV8,但必须更换启动子负载

A. 核心元件的替换

元件类型 敲低模型 (当前) 过表达模型 (目标) 替换原因
载体/血清型 AAV8 AAV8 保留。 AAV8 是小鼠肝脏感染的黄金标准,能保证靶向肝脏。
启动子 U6 TBGAlb (首选)
或 CAG/CMV (次选)
必须替换。 U6 无法驱动蛋白表达。
TBG (Thyroxine Binding Globulin) 是最常用的肝脏特异性启动肝脏特异性启动子**,能确保基因只在肝细胞中表达,而在其他组织(如心脏、肌肉)中不表达。
负载 shRNA-Igfbp2 Igfbp2 CDSIgfbp2 CDS (cDNA)** 必须替换。 将干扰 RNA 换成该基因的完整编码序列 (完整编码序列 (Coding Sequence)**,以便细胞翻译出蛋白质。
对照组 shRNA-scrambleshRNA-scramble** Empty Vector (空载体)
GFP/mCherry
对照组不能再用 Scramble shRNA。通常使用表达荧光蛋白的载体(如 AAV8-TBG-GFP)或不含目的基因的空载体作为对照。

B. 推荐的过表达载体命名

根据上述分析,你的过表达模型应该写成:

AAV8.TBG.AAV8.TBG.Igfbp2**
(对照组: AAV8.TBG.GFPAAVAAV8.TBG.Empty**)


3. 关键注意事项

在设计过表达模型时,除了元件替换,还需要考虑以下技术细节:

  1. 启动子的选择(特异性 vs 强度启动子的选择(特异性 vs 强度):**

    • 如果你非常强调“肝脏特异性”(只在肝脏表达,不影响全身其他器官),请务必使用 TBGAlb (Albumin) 启动子。
    • 如果你只想要“最强的表达量”且不太介意少量泄漏到其他组织,可以使用 CAGCAG** 或 CMV 启动子(它们是强启动子,但不是肝脏特异的,
    • 如果你非常强调“肝脏特异性”(只在肝脏表达,不影响全身其他器官),请务必使用 TBGAlb (Albumin) 启动子。
    • 如果你只想要“最强的表达量”且不太介意少量泄漏到其他组织,可以使用 CAGCMV 启动子(它们是强启动子,但不是肝脏特异的,尽管 AAV8 本身倾向于进肝脏)。
  2. 基因长度限制:

    • AAV 的包装容量有限(约 4.7 kb)。

    • 你需要计算:ITR + 启动子(TBG约800bp) + Igfbp2 CDS + PolyA信号 + IITR + 启动子(TBG约800bp) + Igfbp2 CDS + PolyA信号 + ITR` 的总长度。

    • Igfbp2 的 CDS 长度通常在 1kb 左右,加上 TBG 启动子完全可以包装进 AAV,没有超载风险。

  3. 密码子优化 (Codon Optimization):

    • 为了获得更高的表达水平,建议对 IgIgfbp2* 的 cDNA 序列进行小鼠(或你的实验物种)的密码子优化
  4. 标签 (Tags):

    • 为了区分外源过表达的 Igfbp2 和内源原本就有的 Igfbp2,通常会在 CDS 的末端加一个标签(如 Flag-tagHA-tag)。
    • 命名示例:AAV8.AAV8.TBG.Igfbp2-3xFlag`。
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