基因工程动物为医学
界提供了展示肿瘤进化与药物耐受性的良好工具,近年来,在基因功能的研究中,位点特异性重组(site-specific
recombination)系统作为一个强有力的工具在体内和体外实验中得到了广泛应用。通过结合特异的靶序列,位点特异性重组系统可以诱导DNA序列
的删除、插入以及置换等。
第一个广泛地应用于哺乳动物及其细胞的位点特异性重组系统是来源于P1噬菌体的Cre-loxp系统;第二个是来自于啤酒酵母的FLP/FRT系统;但是以Cre-LoxP重组酶系统为基础的常规基因工程模型动物往往无法进行序贯性基因表达与宿主打靶。
Cre-loxp
是一个基于传座效应的DNA片段同源重组系统。Cre可以识别一段DNA序列中相邻的两个loxp片段,并将两个loxp间的DNA序列剪切,在原位点上
只留下一个loxp,也可在两段都带有两个相邻loxp序列的DNA序列间介导同源重组,达到交换DNA片段的目的。
近期的《自然》杂
志上,一组研究人员采用翻转酶-FRT(FLP/FRT)与Cre-LoxP双重重组技术来改善胰腺癌基因工程小鼠模型。FLP/FRT同样是一种广泛应
用在转基因动物研究领域的位点特异性的工具。利用诸如小鼠、果蝇等模式生物来建立人类疾病动物模型对临床及病理研究具有非常重要的作用,而利用
FLP/FRT位点特异性重组技术能有效克服利用外源基因随机整合所带来的不确定性,缩短建立自发或诱发病理动物模型的时间。通过FLP/FRT位点特异
性重组系统克服位置效应的影响这项技术将使多步致癌、对癌细胞亚群(如肿瘤干细胞)的基因操作、选择性靶向肿瘤微环境与治疗靶点的验证成为可能。
为了验证该系统的有效性,研究人员制作了自发与非自发肿瘤,重现了肿瘤形成过程中的若干特性,并采用PI3K基因治疗对其进行治疗验证。同样的,研究人员发现了肿瘤发病的主要因素巨噬细胞出现在肿瘤微环境中。(作者:李秋实)
参考文献:Nature Medicine 2014;20:1340-1347