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技术资料/正文
神经领域研究指南：一文盘点核心Cre工具鼠
17 人阅读发布时间：2026-05-09 10:08
大脑是人体中发育最早、成熟最晚，也最为复杂的器官。它不仅经历了从胚胎期到成年近二十年的漫长发育历程，更在生命早期完成了一项精密的“自我雕塑”——在15个月左右神经突触连接数量达到顶峰后，大脑开始大幅修剪冗余连接，直至青春期结束方才定型。这意味着，要解析这个高度结构化的复杂系统，研究者必须在特定时间、特定细胞类型中实现精准的遗传操作，这是传统全身性基因敲除模型所无法完成的任务。然而Cre-loxP体系的出现却打开了新局面，它在基因敲除、谱系示踪、神经环路追踪和基因过表达等场景中发挥着不可替代的作用。那么如何针对不同类型的神经元与胶质细胞选择合适的工具鼠，又有哪些隐藏的坑需要避开？
在神经系统研究中，Cre-loxP体系的核心优势在于细胞类型特异性与时间可控性。（1）细胞特异性：通过神经细胞特有基因的启动子驱动Cre表达，仅在目标神经元/胶质细胞中发生重组，完美规避全身敲除的胚胎致死与非特异性表型干扰。（2）时间可控性：搭配CreERT2等诱导型系统，可通过他莫昔芬给药精准控制Cre重组的发生时间，实现发育特定阶段的基因操控，适配神经发育、疾病进程动态研究的需求。
兴奋性神经元
这是大脑中最主要的投射神经元类型，约占总数的70-80%。它们大多为锥体神经元，其轴突能将信号传递到很远的地方。兴奋性谷氨酸能神经元是大脑神经信号传递的核心，这类Cre品系可精准靶向皮层、海马等脑区的兴奋性神经元，是学习记忆、癫痫、缺血性脑卒中研究的核心工具。
图1. 谷氨酸机理模式图[1]
南模生物可提供兴奋性神经元相关Cre品系：
表1. 南模生物兴奋性神经元相关Cre品系
抑制性神经元
尽管数量较少，但它们在神经环路中至关重要。它们通常为局部环路神经元（中间神经元），轴突投射范围短，只在局部微环路内发挥作用。GABA能抑制性神经元是维持神经环路兴奋-抑制平衡的关键，其功能异常与精神分裂症、癫痫、自闭症等疾病密切相关，这类Cre品系可精准细分抑制性神经元的不同亚型。
图2. GABA机理模式图[2]
南模生物可提供抑制性神经元相关Cre品系：
表2. 南模生物抑制性神经元相关Cre品系
神经调质类神经元
在神经系统中，还有一类重要的神经递质，它们主要起调节作用，称为调节性神经递质（neuromodulator）。这些神经元数量不多，胞体往往集中在脑干或基底前脑的一些小核团，但轴突可广泛投射到几乎全脑。它们不直接传递快速的兴奋或抑制信号，而是通过调节突触传递效率、改变神经元的兴奋性等缓慢、持久的方式，全局性调控大脑的功能状态，如清醒/睡眠、情绪、动机等。经典的调节性神经递质有乙酰胆碱（acetylcholine）血清素（serotonin，5-HT）、多巴胺（dopamine）、去甲肾上腺素（norepinephrine）等。
图3. 多巴胺能、血清素能系统等之间的相互作用、关键的投射通路及相互作用位点[3]
南模生物可提供神经调质类神经元相关Cre品系：
表3. 南模生物神经调质类神经元相关Cre品系
胶质细胞
胶质细胞是神经系统中至关重要的支持细胞群体。主要包括：
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星形胶质细胞（astrocytes）：中枢神经系统中数量最多、形态呈星状的胶质细胞。其突起末端形成脚板包裹血管和神经元突触。主要功能包括：维持血脑屏障、调节细胞外离子和递质浓度（如摄取谷氨酸）、为神经元提供代谢支持、参与突触形成与修剪，以及通过间隙连接形成网络介导细胞间通讯。在损伤后反应性增生形成胶质瘢痕。
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少突胶质细胞（oligodendrocytes）：中枢神经系统的成髓鞘胶质细胞，一个少突胶质细胞可伸出多个突起分别包裹多根轴突，形成绝缘的髓鞘，显著提高动作电位的传导速度，并为轴突提供代谢支持。其功能异常与多发性硬化等脱髓鞘疾病密切相关。
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小胶质细胞（microglia）：中枢神经系统中固有的免疫细胞，起源于卵黄囊，具有高度动态的突起。静息状态下不断监测微环境，活化后转变为阿米巴样形态，发挥吞噬、抗原提呈和分泌细胞因子的作用，参与发育期突触修剪、病原清除及损伤后修复。是脑内炎症反应的主要效应细胞。
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少突胶质前体细胞（oligodendrocyte precursor cell）：又称NG2细胞，是中枢神经系统中广泛存在的一类胶质细胞前体，约占所有胶质细胞的 5–10%。特异性表达NG2蛋白聚糖和血小板衍生生长因子受体α（PDGFRα），可分化为成熟的少突胶质细胞，还可参与神经环路调控、血管调节，以及脑损伤后的反应性增生和髓鞘修复。
南模生物可提供胶质细胞相关Cre品系：
表4. 南模生物胶质细胞相关Cre品系
其他类型
南模生物还提供其它多种神经领域的特异性Cre品系，可以满足各类不同的研究需求。
表5. 南模生物神经领域的更多Cre品系
除此以外，Cre-LoxP在神经科学中的还有更高阶应用，比如近年来非常受欢迎的谱系示踪技术，可以点击这里了解详情。
还需注意的是，在神经系统相关Cre品系的应用过程中，与flox工具鼠交配后，可能出现大量生殖泄漏的情况：当Cre在生殖细胞（精子或卵子）中发生泄漏表达时，会导致flox区域在配子形成过程中即被删除，从而直接传递给后代。
Reference：
[1] Andersen JV, Markussen KH, Jakobsen E, Schousboe A, Waagepetersen HS, Rosenberg PA, Aldana BI. Glutamate metabolism and recycling at the excitatory synapse in health and neurodegeneration. Neuropharmacology. 2021 Sep 15;196:108719. doi: 10.1016/j.neuropharm.2021.108719. Epub 2021 Jul 15. PMID: 34273389.
[2] Li L, Kang Y, Cheng R, Liu F, Wu F, Liu Z, Kou J, Zhang Z, Li W, Zhao H, He X, Du W. The de novo synthesis of GABA and its gene regulatory function control hepatocellular carcinoma metastasis. Dev Cell. 2025 Apr 7;60(7):1053-1069.e6. doi: 10.1016/j.devcel.2024.12.007. Epub 2024 Dec 30. PMID: 39740661.
[3] Peters KZ, Cheer JF, Tonini R. Modulating the Neuromodulators: Dopamine, Serotonin, and the Endocannabinoid System. Trends Neurosci. 2021 Jun;44(6):464-477. doi: 10.1016/j.tins.2021.02.001. Epub 2021 Mar 3. PMID: 33674134; PMCID: PMC8159866.
关于我们
上海南方模式生物科技股份有限公司（Shanghai Model Organisms Center, Inc.，简称"南模生物"），成立于2000年9月，是一家上交所科创板上市高科技生物公司（股票代码：688265），始终以编辑基因、解码生命为己任，专注于模式生物领域，打造了以基因修饰动物模型研发为核心，涵盖多物种模型构建、饲养繁育、表型分析、药物临床前评价等多个技术平台，致力于为全球高校、科研院所、制药企业等客户提供全方位、一体化的基因修饰动物模型产品解决方案。