[发明专利]一种新的小胶质细胞激活方法

说明书

本发明提供一种Cx3cr1CreER‑Ai27基因型双转鼠以及一种新的小胶质细胞激活方法，通过Cx3cr1CreER小鼠与Ai27基因小鼠进行杂交获得Cx3cr1CreER‑Ai27基因型双转鼠，在腹腔注射Tamoxifen后于目标脑区植入光纤，使用蓝光(450‑490nm)刺激，即可特异性激活光纤下方区域小胶质细胞。本发明的小胶质细胞激活方法可以特异性激活小胶质细胞，准确地区分小胶质细胞与其他细胞，在研究小胶质细胞的发育、行为和功能等方面具有重要意义，本发明操作简便，研究成本和风险降低，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及生物领域，具体涉及一种Cx3cr1CreER-Ai27基因型双转鼠、一种新的小胶质细胞的激活方法及其应用。

背景技术

小胶质细胞(Microglia)是中枢神经系统(CNS)最小的一种神经胶质细胞，分布于整个中枢神经系统，约占胶质细胞总数的5％-10％。作为常驻中枢神经系统的免疫效应细胞，小胶质细胞隶属于单核吞噬细胞族，被广泛地认为是中枢神经系统的主要免疫效应器，小胶质细胞的形态具有高度可塑性，与其生物学功能状态密切相关。正常脑组织中，小胶质细胞呈高度分枝状，具有三级和四级分枝结构，且细胞间的分枝很少发生重叠。分枝状的小胶质细胞通常被称为“静息小胶质细胞”。正常情况下，高度分枝状静息状态的小胶质细胞为大脑提供了一个高度动态和高效的监测系统。当脑内发生炎症、感染、创伤或其他神经系统疾病时，小胶质细胞迅速被激活并获得吞噬功能。小胶质细胞及其介导的神经炎症在中枢神经系统的损伤及疾病的转归过程中起着非常重要的作用，参与例如HIV脑病，阿尔兹海默病，多发性硬化等人神经系统紊乱疾病。

Cre是一种来源于P1噬菌体的位点特异性络氨酸重组酶，属于λ整合酶超家族，由一个五价物[Arg-Lys-(His/Lys)-Arg-(His/Trp)]协助催化DNA重组过程中DNA链的断裂和重连，cre插入内含子后形成icre。loxP位点是一段总长度为34bp的反向重复DNA序列，Cre重组酶介导两个loxP位点之间的重组，而且，两个loxP位点的方向和位置可以决定重组后的三种结果：删除、翻转或整合。由于Cre-loxP系统不需要任何辅助因子，经逐步改造，被广泛应用于真核细胞，目前已经在细胞发育追踪、基因敲除、基因条件表达等领域发挥了显著作用。

趋化因子Fractalkine具有CX3C趋化因子域，并根据N-末端的半胱氨酸的间距命名，此构成CX3C家族，不同于其他已知的趋化因子，CX3C模块有两种异构体存在。Fractalkine(CX3CL1)是CX3CR1的特异性配体，它是一种跨膜糖蛋白，其典型的功能是与CX3CR1高亲和性的相互作用，从而介导白细胞在流动状态下的阻滞，该可溶性的趋化因子可以被蛋白水解酶作用而释放。CX3CR1/CX3CX1信号在不同组织发挥不同的作用。在循环系统中，CX3CR1基因可在单核细胞、树突状细胞(DC)、T细胞亚型和自然杀伤细胞(NK)中表达。在体外，CX3CL1可促进神经元的存活，抑制小胶质细胞的调亡，但在完整的中枢神经中，CX3CR1/CX3CL1信号的功能还是未知的。CX3CR1可在外周单核细胞、NK细胞、DC细胞、小胶质细胞等中表达，而在中枢神经系统中，CX3CR1基因只在小胶质细胞中表达当FKN和CX3CR1分别在神经元和小胶质细胞中表达时，该受体-配体对神经元-胶质间的相互联系至关重要。通过细胞之间的交流及因子的分泌，可维持小胶质细胞在稳定条件下的静息状态，其中一种方式即为神经元通过CX3CR1/CX3CL1信号通路抑制小胶质细胞的活化。使用CX3CR1启动子驱动CreER的表达，通过大量CreER的表达，可有效进行Cre介导的重组。然而，CX3CR1基因不仅在小胶质细胞中表达，也在外周髓系细胞中表达。因而，当仅仅使用CX3CR1敲除小鼠时，并不能准确指明小胶质细胞的功能。

Ai27小鼠暴露于Cre重组酶后表达改良的hChR2/tdTomato融合蛋白。该小鼠可用于在蓝光(450-490nm)照射下快速激活体内可兴奋细胞的光遗传学研究。