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MerCreMer与CreERT2的诱导方式有何异同？
什么是MerCreMer？和CreERT2诱导方式有什么不同吗？
常染色体显性多囊肾病（ADPKD）是全球肾衰竭最常见的遗传病因。尽管目前唯一获准用于治疗ADPKD的药物是Tolvaptan[1]，但考虑到其固有的副作用和高昂的治疗费用，ADPKD疗法的开发仍任重而道远。近期，多项研究继续聚焦于ADPKD，利用相关疾病动物模型开展了致病机制和治疗方法等研究[2-3]。其中，肾病小鼠模型作为体内研究的重要一环而备受青睐。将flox小鼠与Cdh16基因启动子驱动的工具鼠交配，是构建肾病小鼠模型的常用手段。今天，小赛要为大家介绍肾脏特异性研究的幕后推手——Cdh16-iCre小鼠（产品编号：C001540）和Cdh16-MerCreMer小鼠（产品编号：C001432）。
CDH16基因
CDH16基因编码一种钙依赖性膜相关糖蛋白，该蛋白可促进肾小管的形成，在肾脏和发育中的泌尿生殖（GU）道的肾小管上皮细胞中特异性高表达。因此，CDH16也被命名为肾脏特异性粘连蛋白（ksp-cadherin）[4]。在肾脏和甲状腺中，CDH16表达的降低与癌症的发生有关，CDH16可作为鉴别甲状腺乳头状癌、肾腺瘤以及区分肾细胞瘤和其他肿瘤的诊断标记物[4,6]。实验证明，携带CDH16基因启动子可以重现该基因在发育中的肾脏和泌尿生殖道中的完整表达模式，模拟内源基因的表达[5]。
赛业生物利用基因编辑技术自主研发构建了Cdh16-iCre小鼠（产品编号：C001540），将密码子优化后的Cre重组酶（iCre）基因表达元件插入到小鼠内源性Cdh16基因中以驱动其特异性表达。当Cdh16-iCre小鼠与含有loxP位点的小鼠进行杂交时，其子代小鼠的肾脏和泌尿生殖道的上皮细胞中可以发生由Cre重组酶介导的loxP位点间的序列重组。
小鼠在肾脏中的高重组效率
图1 心血管疾病（CVDs）及其风险因素
将Cdh16-iCre小鼠与Rosa26-LSL-tdTomato小鼠交配，采集其子代小鼠的肾脏组织并观察组织的自发荧光信号。结果显示在Cre+小鼠肾小管上皮细胞中存在大量橙色自发荧光信号，重组酶活性高。
Cre重组酶在其他组织中的表达
图2 Cre重组酶在输尿管、胃部、肺部、主动脉、胰腺、白脂、睾丸、附睾、子宫和卵巢中的表达情况
免疫荧光（IF）检测结果显示，在Cre+小鼠输尿管、胃部、胰腺、肺部、主动脉、子宫和附睾中观察到重组信号，而在睾丸、卵巢和白脂组织中未检测到荧光信号。
诱导型Cdh16-MerCreMer小鼠
除了Cdh16-iCre小鼠外，赛业生物还自主研发了靶向肾脏组织的诱导型Cre工具鼠——Cdh16-MerCreMer小鼠（产品编号：C001432），助你实现时空双重调控！Cdh16-MerCreMer小鼠将他莫昔芬诱导型Cre重组酶蛋白MerCreMer表达元件插入小鼠Cdh16基因终止密码子下游而获得，MerCreMer的表达与内源基因的表达模式相似，同时小鼠Cdh16基因的表达不受影响。
图3 肾脏组织免疫组化（IHC）结果
将Cdh16-MerCreMer小鼠与Rosa26-LSL-tdTomato小鼠交配，经过他莫昔芬处理其子代小鼠后，在Cre+Tam+小鼠肾小管上皮细胞中检测到大量的tdTomato阳性信号，表明在肾脏具有强烈的Cre重组酶活性。
总 结
根据组织学形态结构分析，在Cdh16-iCre小鼠（产品编号：C001540)和Cdh16-MerCreMer小鼠（产品编号：C001432）中，Cre重组酶在肾脏高表达，可用于靶向肾脏特异性研究。
工具鼠模型推荐
问：什么是MerCreMer？和CreERT2诱导方式有什么不同吗？
答：CreERT2和MerCreMer都是基于Cre重组酶系统来实现空间及时间上特异性调控的工具。CreERT2由Cre重组酶与一个突变的雌激素受体配体结合域（ERT2）组成，而MerCreMer由Cre重组酶与两侧各有一个突变的雌激素受体配体结合域（Mer）组成。尽管它们在结构上有所不同，但其作用原理相似。
在没有雌激素诱导剂的情况下，这些融合蛋白与细胞质中的HSP90结合，以非活性状态存在于细胞质中，无法发挥Cre-loxP重组系统的作用。在雌激素诱导后，融合的Cre蛋白通过构象变化从锚定蛋白HSP90上解离，进入细胞核，识别基因组上的loxP位点并发生重组。由于含有突变的雌激素受体配体结合域，这两种Cre融合蛋白通常对天然雌激素失去反应，但对合成的雌激素类似物（如他莫昔芬）敏感。然而，未加药诱导就出现重组的情况时有发生，虽然无法完全根除这种现象，但可以选择泄露效率更低的Cre融合蛋白。例如，MerCreMer就是一个较好的选择。由于其具有两个突变的雌激素受体配体结合域，犹如两只大手牢牢抓住了Cre重组酶，从而降低了未加药诱导就进入细胞核的概率，从文献报道以及赛业内部验证的数据也得到了验证。在诱导条件方面，MerCreMer与CreERT2没有太大差异，每一种工具鼠还是需要根据自身的特点制定诱导方案。
图4 MerCreMer作用示意图[7]
参考文献：
[1]Torres VE. Pro: Tolvaptan delays the progression of autosomal dominant polycystic kidney disease. Nephrol Dial Transplant. 2019 Jan 1;34(1):30-34.
[2]Su L, Chen T, Hu H, Xu Z, Luan X, Fu K, Ren Y, Sun D, Sun Y, Guo D. Notch3 as a novel therapeutic target for the treatment of ADPKD by regulating cell proliferation and renal cyst development. Biochem Pharmacol. 2024 Jun;224:116200.
[3]Yin L, Li J, Wu C, Zhang H, Zhao W, Fan Z, Liu M, Zhang S, Guo M, Dou X, Guo D. Asymmetric synthesis of P-stereogenic phosphindane oxides via kinetic resolution and their biological activity. Nat Commun. 2024 Mar 21;15(1):2548.
[4]Lennartz M, Csomós H, Chirico V, Weidemann S, Gorbokon N, Menz A, Büscheck F, Hube-Magg C, Höflmayer D, Bernreuther C, Blessin NC, Lebok P, Sauter G, Steurer S, Burandt E, Dum D, Krech T, Simon R, Minner S, Jacobsen F, Clauditz TS, Luebke AM, Siraj AK, Al-Dayel F, Al-Kuraya KS, Hinsch A. Cadherin-16 (CDH16) immunohistochemistry: a useful diagnostic tool for renal cell carcinoma and papillary carcinomas of the thyroid. Sci Rep. 2023 Aug 9;13(1):12917.
[5]Shao X, Somlo S, Igarashi P. Epithelial-specific Cre/lox recombination in the developing kidney and genitourinary tract. J Am Soc Nephrol. 2002 Jul;13(7):1837-46.
[6]Zhang, Yong, et al. "Induction of the antigen receptor expression on B lymphocytes results in rapid competence for signaling of SLP‐65 and Syk." The EMBO journal (1998).
[7]Siraj AK, Parvathareddy SK, Al-Rasheed M, Annaiyappanaidu P, Siraj N, Lennartz M, Al-Sobhi SS, Al-Dayel F, Sauter G, Al-Kuraya KS. Loss of CDH16 expression is a strong independent predictor for lymph node metastasis in Middle Eastern papillary thyroid cancer. Sci Rep. 2023 Oct 29;13(1):18559.
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