Cre-Lox系統雖然可實現在特定細胞/組織中的基因敲除/敲入，但其表達時間是由啟動子所決定的。為了進一步實現對基因表達時間和空間的雙重調控，配體依賴的CreER重組酶應運而生。CreER由Cre重組酶與雌激素受體的激素結合域相融合組成，在沒有雌激素類似物他莫昔芬的情況下，重組酶主要存在于細胞質中，只有在他莫昔芬的作用下，重組酶才能進入細胞核并發揮其重組作用。CreERT2是雌激素結合域攜帶G400V/M543A/L544A三位點突變的升級版重組酶，既能在未誘導時降低本底活性又能提高他莫昔芬的敏感性和誘導效率。今天，小賽要為大家介紹一款胰腺特異性工具鼠模型——Pdx1-CreERT2小鼠（產品編號：C001537）。

PDX1基因
PDX1基因編碼的蛋白質是胰腺器官發生、β細胞成熟和特性維持及其在正常胰島素功能中作用的主要調節因子，是基因或替代療法治療糖尿病的重要靶點^[1]。研究發現，PDX1通過抑制α細胞的分化來維持β細胞的特性和功能，胰島β細胞在PDX1缺失后仍可存活并進行β-α細胞重編程^[2]。PDX1是胰腺發育過程中最早表達的轉錄因子之一，并在β細胞成熟過程中持續表達^[1,3]。除了在β細胞和部分δ細胞中表達外，它也在發育過程中的胃腸道（如十二指腸）和中樞神經系統中表達^[4-5]。
 

圖1 PDX1在胰腺器官形成和β細胞成熟過程中的作用[1]

賽業生物利用基因編輯技術自主研發構建了Pdx1-CreERT2小鼠（產品編號：C001537），該模型在小鼠Pdx1基因調控元件的驅動下表達CreERT2重組酶。當Pdx1-CreERT2小鼠與含有loxP位點的小鼠雜交后，經過他莫昔芬誘導可以在子代小鼠的胰腺中引發由Cre重組酶介導的loxP位點間的序列重組。

Pdx1-CreERT2小鼠在胰腺中的重組效率更高

圖2 胰腺中的Cre重組酶表達情況

將Pdx1-CreERT2小鼠與條件性表達tdTomato熒光蛋白的ROSA26-LSL-tdTomato小鼠交配后，通過他莫昔芬或玉米油處理誘導其雙基因雜合子代小鼠的CreERT2重組酶表達。結果顯示在他莫昔芬處理組的胰腺中檢測到大量tdTomato熒光信號，重組酶活性非常高。此外，與非誘導型Pdx-Cre小鼠相比，Pdx1-CreERT2小鼠在胰腺中的重組效率顯著提高。

Cre重組酶在十二指腸和胸腺中表達

圖3 十二指腸和胸腺中的Cre重組酶表達情況

圖4 其它組織中的Cre重組酶表達情況

將Pdx1-CreERT2小鼠與ROSA26-LSL-tdTomato小鼠交配，經過他莫昔芬或玉米油處理其子代小鼠后，在他莫昔芬處理組和玉米油處理組的胃部、子宮、卵巢、肺部、肝臟和腦部組織中均未發現明顯的重組信號，表明Pdx1-CreERT2小鼠的組織特異性良好。

總  結
在Pdx1-CreERT2小鼠（產品編號：C001537）中，Cre重組酶在胰腺中顯著表達，在十二指腸和胸腺中也觀察到少量重組信號，而胃部、子宮、卵巢、肺部、肝臟和腦部組織中均未檢測出重組信號。因此，該模型可用于靶向胰腺的組織特異性研究，其特異性良好。

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參考文獻：

[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.