基因敲除三大技术对比

基因敲除三大技术对比

技术名称 优势 局限性 可提供服务类型 基于胚胎干细胞的

同源重组技术 成熟、可靠、精细是目前为止唯一一个可以满足所

有要求的打靶技术 1)需要ES细胞,目前只有小鼠有高效的ES细胞,其它模式动物的ESC还不能实现

大规模应用。

2)周期长、工作量大、费用

相对比较高 1)全基因敲除模式小鼠 2)条件性基因敲除模式小鼠 3)先全敲除再条件性敲除模式小鼠 4)基因敲入模式小鼠 5)ROSA位点定点转基因

TALEN技术 基因敲除效率高,速度快,

可实现多物种基因敲除 基因敲入效率较低,多基因敲除困难,系统构建相对复杂,

存在脱靶风险 1)全基因敲除大/小鼠 2)全基因敲除细胞系

EGE系统 基因敲除/敲入效率高,速

度快,可实现多基因、多

物种基因敲除/敲入,系统

构建简单 存在脱靶风险,但通过选择合适的sgRNA可以有效降低脱靶率,In vivo脱靶可通过传代去除 1)全基因/条件性基因敲除大/小鼠 2)全基因/条件性报告基因敲除/敲入大/小鼠

3)CRISPR/Cas9粒构建

4)细胞系敲除/敲入

免疫类

B-NSG小鼠:Biocytogen-NOD-SCID-IL2rg

B-NSG小鼠是NOD遗传背景,Prkdc和IL2rg双基因敲除的小鼠,是目前国际公认的免疫缺陷程度最高、最适合人源细胞或组织移植的工具小鼠。

基本特征

•NOD(non-obese diabetes)遗传背景:自发I型糖尿病;其巨噬细胞对人源细胞吞噬作用弱;先天免疫系统,如补体系统和树突状细胞功能降低。

•Prkdcscid :Prkdc(protein kinase DNA-activated catalytic)基因突变,小鼠的功能性T和B细胞缺失 ,淋巴细胞减少,表现为细胞免疫和体液免疫的重度联合免疫缺陷(severe combined immune deficiency, scid)。

•Il2rgnull: Interleukin-2受体的gamma链(IL-2R γc,又称CD132)位于小鼠X染色体上,是具有重要免疫功能的细胞因子Il2、Il-4、Il-7、Il-9、Il-15和I-21的共同受体亚基,该基因敲除后的小鼠机体免疫功能严重降低,尤其是NK细胞的活性几乎丧失。

B-NSG小鼠:综合了NOD-SCID-IL2rg背景特征,具有重度免疫缺陷表型,无成熟T细胞、B细胞和功能性NK细胞,细胞因子信号传递能力缺失等。非常适合人造血干细胞及外周血单核细胞的移植和生长。

优点

•迄今世界上免疫缺陷程度最高的工具小鼠;

•与NOD-scid小鼠相比寿命更长,平均长达1.5年;

•对人源细胞和组织几乎没有排斥反应;

•少量细胞即可成瘤,依赖于细胞系或细胞类型;

•无B淋巴细胞泄漏。

成功案例

小鼠脾脏流式分析图 :

主要应用领域

•人源细胞或组织移植

•肿瘤和肿瘤干细胞研究

•ES和iPS细胞研究

•造血和免疫学研究

•人类疾病感染模型研究

IL17-EGFP knockin mice

Catalog number:BCG‐IM-0001

Name:C57BL/6-Il17atm1Bcgen

Mouse strain:IL17‐EGFP knockin mice

Gene common name :Interleukin 17A, IL‐17A,IL17A

Chromosome :Chromosome 1

Allele Type :Targeted (Knockin)

Strain of Origin:C57BL/6J

ES Cell Line Strain:C57BL/6

Expressed Gene:EGFP, Enhanced Fluorescent Protein

Note:DNA fragment containing IRES‐EGFP‐SV40polyA signal sequence was inserted downstream of the stop codon of theinterleukin 17A (IL17A) gene.

疾病模型类

基因敲除三大技术对比

技术名称 优势 局限性 可提供服务类型 基于胚胎干细胞的

同源重组技术 成熟、可靠、精细是目前为止唯一一个可以满足所

有要求的打靶技术 1)需要ES细胞,目前只有小鼠有高效的ES细胞,其它模式动物的ESC还不能实现

大规模应用。

2)周期长、工作量大、费用

相对比较高 1)全基因敲除模式小鼠 2)条件性基因敲除模式小鼠 3)先全敲除再条件性敲除模式小鼠 4)基因敲入模式小鼠 5)ROSA位点定点转基因

TALEN技术 基因敲除效率高,速度快,

可实现多物种基因敲除 基因敲入效率较低,多基因敲除困难,系统构建相对复杂,

存在脱靶风险 1)全基因敲除大/小鼠 2)全基因敲除细胞系

EGE系统 基因敲除/敲入效率高,速

度快,可实现多基因、多

物种基因敲除/敲入,系统

构建简单 存在脱靶风险,但通过选择合适的sgRNA可以有效降低脱靶率,In vivo脱靶可通过传代去除 1)全基因/条件性基因敲除大/小鼠 2)全基因/条件性报告基因敲除/敲入大/小鼠

3)CRISPR/Cas9粒构建

4)细胞系敲除/敲入

免疫类

B-NSG小鼠:Biocytogen-NOD-SCID-IL2rg

B-NSG小鼠是NOD遗传背景,Prkdc和IL2rg双基因敲除的小鼠,是目前国际公认的免疫缺陷程度最高、最适合人源细胞或组织移植的工具小鼠。

基本特征

•NOD(non-obese diabetes)遗传背景:自发I型糖尿病;其巨噬细胞对人源细胞吞噬作用弱;先天免疫系统,如补体系统和树突状细胞功能降低。

•Prkdcscid :Prkdc(protein kinase DNA-activated catalytic)基因突变,小鼠的功能性T和B细胞缺失 ,淋巴细胞减少,表现为细胞免疫和体液免疫的重度联合免疫缺陷(severe combined immune deficiency, scid)。

•Il2rgnull: Interleukin-2受体的gamma链(IL-2R γc,又称CD132)位于小鼠X染色体上,是具有重要免疫功能的细胞因子Il2、Il-4、Il-7、Il-9、Il-15和I-21的共同受体亚基,该基因敲除后的小鼠机体免疫功能严重降低,尤其是NK细胞的活性几乎丧失。

B-NSG小鼠:综合了NOD-SCID-IL2rg背景特征,具有重度免疫缺陷表型,无成熟T细胞、B细胞和功能性NK细胞,细胞因子信号传递能力缺失等。非常适合人造血干细胞及外周血单核细胞的移植和生长。

优点

•迄今世界上免疫缺陷程度最高的工具小鼠;

•与NOD-scid小鼠相比寿命更长,平均长达1.5年;

•对人源细胞和组织几乎没有排斥反应;

•少量细胞即可成瘤,依赖于细胞系或细胞类型;

•无B淋巴细胞泄漏。

成功案例

小鼠脾脏流式分析图 :

主要应用领域

•人源细胞或组织移植

•肿瘤和肿瘤干细胞研究

•ES和iPS细胞研究

•造血和免疫学研究

•人类疾病感染模型研究

IL17-EGFP knockin mice

Catalog number:BCG‐IM-0001

Name:C57BL/6-Il17atm1Bcgen

Mouse strain:IL17‐EGFP knockin mice

Gene common name :Interleukin 17A, IL‐17A,IL17A

Chromosome :Chromosome 1

Allele Type :Targeted (Knockin)

Strain of Origin:C57BL/6J

ES Cell Line Strain:C57BL/6

Expressed Gene:EGFP, Enhanced Fluorescent Protein

Note:DNA fragment containing IRES‐EGFP‐SV40polyA signal sequence was inserted downstream of the stop codon of theinterleukin 17A (IL17A) gene.

疾病模型类


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