🧬 GEMM 命名与构建策略实用笔记
📌 一、GEMM（Genetically Engineered Mouse Model）简介
GEMM 即“基因工程小鼠模型”，是指通过基因编辑技术（如 Cre/LoxP、Flp/FRT、CRISPR-Cas9 等）构建的具有特定遗传特征的小鼠，用于模拟人类疾病过程，尤其常用于癌症研究。
🧾 二、GEMM 命名规则与等位基因结构
🧬 命名方式：
- 基本格式：基因名^插入结构（如 Vim^Flpo）
- 野生型等位基因标记为：
wt
- 杂合表达形式：基因^插入片段/wt
- 插入元件中通常包含表达报告蛋白（如 GFP、TdTomato）、重组酶（Cre、FlpO）和调控元件（STOP盒、多腺苷酸尾等）
📘 命名实例：
| 等位基因名 |
插入结构 |
功能说明 |
| Vim^Flpo |
VimFLEX(SA-H2B-eGFP-T2A-FlpO-WPRE-pA) |
追踪Vim+细胞（间充质谱系），激活 Flp/FRT 系统 |
| Vim^TK |
VimFLEX(SA-eGFP-T2A-HSV-TK-WPRE-pA) |
条件性清除 Vim+ 细胞，验证其功能作用 |
🧪 三、代表性 GEMM 模型组合表（PDAC 模型为例）
| 模型名称 |
基因型组合 |
功能构成 |
| PCΦ |
Rosa26^FSF-LSL-TdT/wt, H11^LSL-spCas9/wt, KRas^LSL-G12D/wt, Vim^Flpo/wt |
条件报告（TdT） + 基因编辑（Cas9） + Ras 激活 + EMT 谱系追踪 |
| PCΨ |
Tg(Pdx1-Cre), Rosa26^LSL-PBT/wt, H11^LSL-spCas9/wt, KRas^LSL-G12D/wt, Vim^Flpo/wt |
上皮特异 Cre 激活 + PBT 报告 + Vim 谱系追踪 |
| PCΩ |
Rosa26^LSL-TdT/wt, H11^LSL-spCas9/wt, KRas^LSL-G12D/wt, Vim^TK/wt |
条件性杀伤 Vim+ 细胞，研究其对肿瘤微环境的影响 |
🔍 四、设计与表达系统说明
1. LSL（Lox-STOP-Lox）结构
- 被 Cre 激活后去除 STOP 盒，启动下游基因表达。
2. FSF（FRT-STOP-FRT）结构
3. FLEX 构型
- loxP + lox2272 构建的可逆元件，通过 Cre 介导方向性重组后实现稳定表达。
4. 组合使用：
- 采用双重控制（如 LSL + FSF）提升特异性。
- GFP/FlpO 结合 TdT 可实现多层谱系追踪。
🔬 五、实验策略总结
🎯 实验目标：
- 利用 Cre 激活启动多个功能模块：
- Kras^G12D 致癌突变表达；
- Cas9 实现肿瘤抑制基因（如 Trp53、Cdkn2a/b）敲除；
- Vim^Flpo 谱系追踪；
- TdT 作为谱系报告荧光标记。
📈 技术路径：
1. 构建多位点插入的小鼠品系；
2. 注射含 **Cre + sgRNA** 的 AAV 病毒至胰腺；
3. Cre 激活：
- LSL-Kras^G12D ➜ 致癌突变；
- LSL-Cas9 ➜ 基因编辑；
- Vim-FLEX-FlpO ➜ 启动谱系标记；
- FSF-TdT ➜ 报告 EMT 衍生细胞；
4. 实时追踪肿瘤细胞的 EMT 过程与命运转归。
🧪 实验观察：
- 所有发生转移和晚期肿瘤的细胞皆源自 EMT 谱系（MS-L）；
- 功能清除 MS-L ➜ 肿瘤生长受阻，强调 EMT 的功能性角色；
- 上皮谱系（EPI-L）虽然能形成早期病灶，但无法驱动恶性演化。
🧠 六、常用构建模块缩写速查表
| 缩写 |
含义 |
功能 |
| LSL |
LoxP-Stop-LoxP |
需 Cre 激活后表达下游基因 |
| FSF |
FRT-Stop-FRT |
需 FlpO 激活后表达下游基因 |
| FLEX |
FLip EXcision |
方向性可控的表达系统（Cre激活） |
| TdT |
TdTomato |
红色荧光蛋白报告基因 |
| GFP |
Green Fluorescent Protein |
绿色荧光标记，报告 EMT 状态 |
| H2B-GFP |
核定位 GFP |
结合组蛋白用于细胞核标记 |
| P2A |
自剪接肽 |
实现多蛋白共表达 |
| polyA |
polyadenylation signal |
mRNA 稳定与转录终止 |
| SA |
Splicing Acceptor |
剪接接受序列 |
| FlpO |
优化型 Flp 重组酶 |
激活 FSF 控制的模块 |
| Cas9 |
CRISPR 核酸酶 |
执行基因敲除或编辑 |
| Kras^G12D |
致癌突变基因 |
常用于诱导肿瘤发生 |
| Rosa26 / H11 / Vim |
插入位点 |
表达稳定、安全、谱系相关 |
📌 七、实用建议与命名规范回顾
✅ 设计建议：
- 插入位点建议使用 Rosa26 或 H11，表达更为稳定；
- 若需表达精准控制，推荐使用 双重重组系统（Cre + Flp）；
- GFP 与 TdT 可组合形成多层谱系追踪标记；
- FLEX 与 FSF 系统可防止背景表达、提高特异性；
- 在命名中使用
^插入片段/wt 形式标明杂合性。
🔧 功能分类建议：
- 报告追踪型：如 Vim^Flpo、TdT 模块；
- 功能操控型：如 Cas9、Vim^TK、HSV-TK；
- 驱动突变型：如 Kras^G12D；
- 剪接调控元件：如 SA、polyA、P2A，用于调节表达效率。
✅ 归档参考版本代号：GEMM-Guide-v1.0
浙公网安备 33010602011771号