Creマウスとは？Cre-LoxPシステム、floxedマウス、条件付きノックアウトを解説

Cre-LoxPシステムの動作原理

コンディショナル遺伝子ターゲティングは、ある遺伝子の修飾を特定種類の細胞やマウス発育の特定段階に限定する遺伝子ターゲティング方法である。現在、コンディショナル遺伝子ターゲティングは主に大腸菌P1バクテリオファージ由来のCre-LoxPシステムを使用している。Cre-LoxPシステムを利用することで、目的遺伝子のポジショニングノックイン、ノックアウト、リコンビナーゼ媒介のカセット交換など、多種類の遺伝子工学操作が実現できる。

Creタンパク質は大腸菌バクテリオファージP1に存在するリコンビナーゼであり、細胞内遺伝子またはDNA上のLoxPシーケンスを特異的に識別する。LoxPシーケンスの位置、向き、相互関係に基づき、Creリコンビナーゼは欠失、反転、転座などの異なる特異的組換え反応を誘導できる。

コンディショナル遺伝子ノックアウトの基本原理では、二つのLoxP部位が一つのDNA鎖上に位置し、且つ同じ方向で配置されている場合、Creリコンビナーゼが二つのLoxPサイトの間のシーケンスを効果的に除去できる（図A）。この仕組みにより、全身性ノックアウトでは胚性致死や発生異常が生じる遺伝子でも、特定組織・特定時期に限定した遺伝子ノックアウトマウス研究が可能となる。

Cre-loxPが遺伝子組み換えを誘導する方式である。ノックアウト（A）、反転（B）、転座（C）

LoxP配列が逆向きに配置されている場合は、LoxP間のDNA配列が反転し、異なるDNA分子上に存在する場合は転座や組換えが起こることがある。そのため、Creマウスを用いた実験では、LoxP部位の位置だけでなく、向き、距離、標的エクソンの機能的重要性を事前に確認することが重要である。

コンディショナル遺伝子ノックアウトマウスの作成方法

コンディショナル遺伝子ノックアウトマウスを調製するには、Floxedマウス（即ち目的遺伝子がLoxPシーケンスでアンカーされたマウス）とCreマウスの2種類のマウスが必要である。Creマウスとは、Creリコンビナーゼがマウスの特定組織または細胞で発現するマウスである。そのCre遺伝子の発現は一つの特異性プロモーターに制御され、このプロモーターがCre発現の組織や細胞のタイプを決定する。Cre遺伝子を配位子または薬物誘導可能なプロモーターの制御に同時に置くと、Cre発現に対する時間と空間レベルの正確な調整が同時に実現できる。

一般的な作製フローでは、まず標的遺伝子の重要エクソンをLoxP配列で挟んだFloxed系統を作製し、次に研究目的に合ったCreツールマウスと交配する。得られた二重陽性個体では、Creが発現する細胞または時期に限定して標的領域が切除されるため、組織特異的または誘導型のコンディショナルノックアウト（cKO）解析に利用できる。

特にCreERT2などの誘導型Cre系統では、タモキシフェン投与などのタイミングによって組換え時期を制御できる。発生過程、成体組織、疾患モデル、薬効評価など、研究目的に応じてプロモーター、誘導条件、Floxedアリルの設計を組み合わせることが、再現性の高いモデル構築につながる。

Creマウス・Floxedマウスを設計する際の確認ポイント

Creマウスを選択する際は、プロモーターの発現部位、発現開始時期、発現強度、リーク発現の有無を確認する必要がある。組織特異性が高いCre系統であっても、発生段階や疾患状態によって発現パターンが変わる場合があるため、既報文献、レポーターマウスでの検証結果、実験組織での発現確認を組み合わせて評価することが推奨される。

Floxedアリル側では、LoxPで挟むエクソンがタンパク質機能を失わせる設計になっているか、スプライシングや代替開始コドンによる残存機能が生じないかを確認することが重要である。完全な機能喪失を目的とする場合は、標的エクソンの削除後にフレームシフトや早期終止コドンが生じるように設計することが多い。

Cre-LoxPシステムはコンディショナルノックアウト（cKO）だけでなく、条件付きノックイン、レポーター遺伝子の活性化、細胞系譜追跡にも応用される。目的が遺伝子機能解析なのか、細胞標識なのか、疾患モデル作製なのかによって、最適なCre系統とFloxed設計は異なる。

サイヤジェン株式会社のCreマウスプラットフォーム

研究者がコンディショナルノックアウト（cKO）とコンディショナルノックイン（cKI）ラットマウスモデルを開発する際、1つの主な制限は目的遺伝子に対するCre品系の不足である。ラットに関する設備が高いため、任意の品系のCre-loxラットの作製はすぐにコストまたはスペースの制限に直面する。この問題を解決するため、サイヤジェンはCreモデルライブラリを設立している。各種ラットマウス品系を含み、全世界の研究者に提供している。

研究目的に合わせてCre系統、Floxed系統、または遺伝子編集モデルを組み合わせることで、標的組織に限定した遺伝子機能解析や、より疾患関連性の高い動物モデルの構築が可能になる。

既存のCreラット品系：

• alb(Cre Ert2)
• myh6(Cre Ert2)
• slc6a3(Cre Ert2)
• camk2a(Cre Ert2)
• alb(Cre)
• myh6(Cre)
• slc6a3(Cre)
• camk2a(Cre)
• gfap(Cre)
• nes(Cre)
• nphs2(Cre Ert2)
• gfap(Cre Ert2)
• nes(Cre Ert2)
• nphs2(Cre)

最新の販売促進キャンペーン

• Cyagenノックアウトマウスライブラリ：16000種以上のKO/cKO系統マウス、3000種以上の生体マウス品系を保有。早くて2週間で納品。

Creマウス、Floxedマウス、ノックアウトマウスカタログを組み合わせることで、研究者は目的遺伝子、納期、遺伝背景、保存状態に応じて、既製モデルまたはカスタムモデルを柔軟に選択できる。

サイヤジェン株式会社について

サイヤジェン株式会社は15年間の発展を経て、全世界の数万人の科学研究者にサービスを提供しており、製品と技術は直接にCNS (Cell、Nature、Science)の定期刊を含む5,200余りの学術論文に応用されている。弊社の「ノックアウトマウスカタログ」は低価格だけでなく、遺伝子名称を入力すれば、ワンクリックで注文まで操作できる。

ノックアウトマウス、ノックインマウス、コンディショナルノックアウトマウス、トランスジェニックマウス、GFPマウス、免疫不全マウス、無菌マウスなどのカスタマイズサービスを提供するほか、専門の手術疾患モデルチームがあり、多種の複雑な小動物手術疾患モデルも提供している。

よくある質問（FAQ）

Creマウスとは何ですか？

Creマウスとは、Creリコンビナーゼを特定の組織、細胞種、または誘導条件下で発現するマウス系統である。Floxedマウスと交配することで、標的遺伝子を特定条件下で切除し、組織特異的な遺伝子機能解析を行うことができる。

FloxedマウスとCreマウスの違いは何ですか？

Floxedマウスは標的遺伝子領域の両側にLoxP配列を持つ系統であり、CreマウスはCreリコンビナーゼを発現する系統である。両者を組み合わせることで、Creが発現する細胞でのみLoxP間の配列が切除される。

CreERT2マウスはどのような研究に適していますか？

CreERT2マウスは、タモキシフェンなどの薬剤投与によりCre活性化の時期を制御できるため、発生段階に依存する遺伝子機能解析、成体組織での遺伝子欠失、疾患進行後の遺伝子機能評価に適している。

コンディショナルノックアウトではどのような対照群が必要ですか？

一般的にはFloxedのみ、Creのみ、野生型、Cre陽性Floxed個体などを実験設計に応じて設定する。Cre自体の影響、薬剤誘導の影響、遺伝背景差を切り分けるため、適切な対照群の設定が重要である。

既存のCre系統がない場合はどうすればよいですか？

目的組織に適した既存Cre系統がない場合は、新規Creノックイン、プロモーター駆動型Creトランスジェニック、または誘導型Cre系統の作製を検討できる。研究目的、発現特異性、納期、検証方法を含めて設計することが推奨される。