KO鼠、Cre鼠、Flox鼠有什么区别？一篇理清常见基因工程小鼠

做基因功能研究时，经常会看到 KO 鼠、Cre 鼠、Flox 鼠、Cre+;Flox/Flox 鼠等不同基因型。它们看起来都和“基因敲除”有关，实际代表的并不是同一个概念。

简单来说，KO 描述的是目标基因已经发生功能缺失；Cre 鼠提供 Cre 重组酶；Flox 鼠则是在目标基因关键区域两侧预先插入 loxP 位点。Cre 与 Flox 配合后，可以实现组织特异性或时间特异性的条件性基因敲除。

KO，即 Knockout，指基因敲除。

KO 鼠的目标基因已经被删除、破坏，或通过其他编辑方式造成明显功能失活。常规 KO 通常会影响全身组织，因此适合直接观察目标基因缺失后产生的整体表型。

例如研究某个基因是否参与脂质代谢，可以比较 KO 鼠和野生型小鼠的体重、血脂、肝脏病理及相关代谢指标。常见应用包括基因生物学功能、生长发育、生理功能、疾病机制、药物靶点及表型研究。

但全身 KO 并不适用于所有基因。部分基因参与胚胎发育或维持基本生命活动，全身敲除后可能出现胚胎致死、出生后死亡或严重发育异常。出现这类情况后，就很难继续利用全身 KO 区分目标基因在某个特定组织中的作用。

Cre 鼠的特点并不是目标基因已经被删除，而是体内能够表达 Cre recombinase，即 Cre 重组酶。

Cre 可以识别 loxP 位点，并介导两个 loxP 位点之间的 DNA 重组，因此 Cre 鼠本身通常不能直接等同于 KO 鼠。

不同 Cre 品系的主要区别，在于 Cre 在什么细胞或组织中表达，以及什么时候表达，这通常由驱动 Cre 的启动子决定。例如肝细胞特异性 Cre 主要在肝细胞中发生重组，神经细胞相关 Cre 用于研究特定神经细胞中的基因功能，免疫细胞相关 Cre 则可用于特定免疫细胞的条件基因编辑。

除了组织特异性 Cre，还有常用的 CreERT2 诱导系统。CreERT2 可以通过他莫昔芬诱导启动重组，使基因删除时间具有一定可控性，常用于成年阶段的基因功能研究，也可以避开胚胎期过早敲除造成的发育异常或致死。

Flox 来源于 flanked by loxP。典型结构可以表示为：loxP—目标基因关键片段—loxP，也就是在计划删除的关键外显子或目标区域两侧分别插入 loxP 位点。

Flox 鼠与 KO 鼠的状态不同，在没有 Cre 参与的情况下，设计合理的 Flox 等位基因通常仍能维持目标基因正常或接近正常的表达，因此 Flox 鼠本身更多是一个为后续条件性删除准备好的等位基因模型。

当 Cre 在相应细胞中表达后，会识别两个 loxP 位点并介导重组，中间的目标 DNA 片段才会被删除。

条件性敲除通常通过 Cre 鼠 × Flox 鼠完成。

例如将目标基因 Flox/Flox 小鼠与组织特异性 Cre+ 小鼠进行繁育，再从后代中筛选同时携带 Cre 和 Flox 等位基因的动物。

以 Cre+;Flox/Flox 为例，如果 Cre 只在某一种组织中表达，那么目标基因只会在该组织中发生删除，其他没有 Cre 表达的组织仍保留原来的 Flox 等位基因。

最终形成的结果就是：

目标组织：目标基因发生敲除

其他组织：目标基因继续保留

这种设计能够研究基因在特定器官、组织或细胞中的功能，同时减少全身敲除造成的胚胎致死和系统性表型干扰。如果使用 CreERT2，还可以进一步增加时间维度，在特定发育阶段或成年后诱导基因删除。

1. 研究基因整体缺失后的表型

如果目标基因全身缺失不会造成严重致死，而且研究重点就是基因的整体功能，可以直接选择常规 KO 鼠。常见研究内容包括生长发育、代谢、行为学、全身免疫表型和整体疾病易感性等。

2. 全身KO存在胚胎致死或严重表型

这类情况下可以采用：Flox 鼠 + 组织特异性 Cre 鼠

将目标基因的删除限制在特定组织或细胞中，从而继续研究该基因的组织特异性功能。

3. 研究成年阶段的基因功能

可以采用：Flox 鼠 + 诱导型 CreERT2

通过控制诱导时间，决定基因重组发生在什么阶段。

4. 研究特定细胞类型中的基因功能

需要选择与目标细胞匹配的 Cre 品系，例如神经细胞、免疫细胞、肝细胞或肌细胞相关 Cre。

Cre 的组织特异性、重组效率以及是否存在异位表达，需要结合具体品系资料和实际实验进行确认。

5. 做谱系追踪或细胞标记

Cre 还可以与报告基因系统配合使用。常见设计是在报告基因前设置 loxP-STOP-loxP。Cre 介导 STOP 序列删除后，GFP、tdTomato 等报告基因开始表达，可用于细胞谱系追踪、来源分析和发育过程研究。

1. Cre表达范围

不能只根据 Cre 品系名称判断实际重组位置。不同 Cre 品系可能存在表达效率差异、组织特异性差异或异位表达，因此需要结合品系资料和实验验证确认。

2. Flox不等于已经敲除

Flox 只代表目标区域两侧已经插入 loxP 位点。目标基因是否真正发生删除，还要看目标组织中是否存在具有活性的 Cre。

3. 不能只做尾尖基因型PCR

尾尖 PCR 可以确认动物是否携带 Cre 和 Flox 等位基因，但不能直接证明目标组织已经完成有效敲除。

根据实验目的，还需要结合组织重组 PCR、qPCR、Western blot、免疫荧光或免疫组化等方法，确认目标基因在目标组织中的 DNA、RNA 或蛋白水平变化。

4. 对照组要与实验问题匹配

以条件性敲除实验为例，实验组常见基因型为：Cre+;Flox/Flox

对应对照可根据具体实验设计选择 Cre−;Flox/Flox、Cre 阳性但不携带 Flox 的动物，或其他合适基因型。如果使用 CreERT2，还需要同时考虑他莫昔芬处理本身带来的影响。

三者对应基因编辑的不同环节：KO 是已经完成敲除的成品，直接用于研究基因缺失表型；Cre 是调控工具，决定敲除发生的组织和时间；Flox 是敲除的前提模板，和 Cre 配合实现条件性敲除。