Cre-Lox系统虽然可实现在特定细胞/组织中的基因敲除/敲入，但其表达时间是由启动子所决定的。为了进一步实现对基因表达时间和空间的双重调控，配体依赖的CreER重组酶应运而生。CreER由Cre重组酶与雌激素受体的激素结合域相融合组成，在没有雌激素类似物他莫昔芬的情况下，重组酶主要存在于细胞质中，只有在他莫昔芬的作用下，重组酶才能进入细胞核并发挥其重组作用。CreERT2是雌激素结合域携带G400V/M543A/L544A三位点突变的升级版重组酶，既能在未诱导时降低本底活性又能提高他莫昔芬的敏感性和诱导效率。今天，小赛要为大家介绍一款胰腺特异性工具鼠模型——Pdx1-CreERT2小鼠（产品编号：C001537）。
PDX1基因
PDX1基因编码的蛋白质是胰腺器官发生、β细胞成熟和特性维持及其在正常胰岛素功能中作用的主要调节因子，是基因或替代疗法治疗糖尿病的重要靶点[1]。研究发现，PDX1通过抑制α细胞的分化来维持β细胞的特性和功能，胰岛β细胞在PDX1缺失后仍可存活并进行β-α细胞重编程[2]。PDX1是胰腺发育过程中最早表达的转录因子之一，并在β细胞成熟过程中持续表达[1,3]。除了在β细胞和部分δ细胞中表达外，它也在发育过程中的胃肠道（如十二指肠）和中枢神经系统中表达[4-5]。
图1 PDX1在胰腺器官形成和β细胞成熟过程中的作用[1]
赛业生物利用基因编辑技术自主研发构建了Pdx1-CreERT2小鼠（产品编号：C001537），该模型在小鼠Pdx1基因调控元件的驱动下表达CreERT2重组酶。当Pdx1-CreERT2小鼠与含有loxP位点的小鼠杂交后，经过他莫昔芬诱导可以在子代小鼠的胰腺中引发由Cre重组酶介导的loxP位点间的序列重组。
Pdx1-CreERT2小鼠在胰腺中的重组效率更高
图2 胰腺中的Cre重组酶表达情况
将Pdx1-CreERT2小鼠与条件性表达tdTomato荧光蛋白的ROSA26-LSL-tdTomato小鼠交配后，通过他莫昔芬或玉米油处理诱导其双基因杂合子代小鼠的CreERT2重组酶表达。结果显示在他莫昔芬处理组的胰腺中检测到大量tdTomato荧光信号，重组酶活性非常高。此外，与非诱导型Pdx-Cre小鼠相比，Pdx1-CreERT2小鼠在胰腺中的重组效率显著提高。
Cre重组酶在十二指肠和胸腺中表达
图3 十二指肠和胸腺中的Cre重组酶表达情况
将Pdx1-CreERT2小鼠与ROSA26-LSL-tdTomato小鼠交配，通过他莫昔芬或玉米油处理诱导其子代小鼠的CreERT2重组酶表达。结果显示在他莫昔芬处理组的十二指肠肠绒毛和胸腺中观察到部分红色荧光信号。
Pdx1-CreERT2小鼠具有良好的组织特异性
图4 其它组织中的Cre重组酶表达情况
将Pdx1-CreERT2小鼠与ROSA26-LSL-tdTomato小鼠交配，经过他莫昔芬或玉米油处理其子代小鼠后，在他莫昔芬处理组和玉米油处理组的胃部、子宫、卵巢、肺部、肝脏和脑部组织中均未发现明显的重组信号，表明Pdx1-CreERT2小鼠的组织特异性良好。
总 结
在Pdx1-CreERT2小鼠（产品编号：C001537）中，Cre重组酶在胰腺中显著表达，在十二指肠和胸腺中也观察到少量重组信号，而胃部、子宫、卵巢、肺部、肝脏和脑部组织中均未检测出重组信号。因此，该模型可用于靶向胰腺的组织特异性研究，其特异性良好。
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参考文献：
[1]Ebrahim N, Shakirova K, Dashinimaev E. PDX1 is the cornerstone of pancreatic β-cell functions and identity. Front Mol Biosci. 2022 Dec 15;9:1091757.
[2]Gao T, McKenna B, Li C, Reichert M, Nguyen J, Singh T, Yang C, Pannikar A, Doliba N, Zhang T, Stoffers DA, Edlund H, Matschinsky F, Stein R, Stanger BZ. Pdx1 maintains β cell identity and function by repressing an α cell program. Cell Metab. 2014 Feb 4;19(2):259-71.
[3]Jennings RE, Berry AA, Kirkwood-Wilson R, Roberts NA, Hearn T, Salisbury RJ, Blaylock J, Piper Hanley K, Hanley NA. Development of the human pancreas from foregut to endocrine commitment. Diabetes. 2013 Oct;62(10):3514-22.
[4]Ma J, Chen M, Wang J, Xia HH, Zhu S, Liang Y, Gu Q, Qiao L, Dai Y, Zou B, Li Z, Zhang Y, Lan H, Wong BC. Pancreatic duodenal homeobox-1 (PDX1) functions as a tumor suppressor in gastric cancer. Carcinogenesis. 2008 Jul;29(7):1327-33.
[5]Perez-Villamil B, Schwartz PT, Vallejo M. The pancreatic homeodomain transcription factor IDX1/IPF1 is expressed in neural cells during brain development. Endocrinology. 1999 Aug;140(8):3857-60.
