Isl1-CreERT2 可诱导 Cre 工具鼠：心脏祖细胞谱系示踪研究

第二心场（second heart field, SHF）祖细胞在心脏发育中贡献流出道、右心室及部分心房的心肌细胞，其分化异常与多种先天性心脏病相关。Isl1（ISL LIM homeobox 1）是第二心场的关键转录因子，在祖细胞命运决定中发挥核心作用。传统组织切片与免疫染色难以动态追踪这些祖细胞的迁移路径与分化轨迹，更无法在成体阶段回溯特定心肌细胞的胚胎起源。

双同源重组技术的兴起对工具鼠提出新要求。双重组酶系统需精确时空控制 DeaLT（dual-recombinase-activated lineage tracing）等技术将 Cre-loxP 与 Dre-rox 系统结合，排他性标记肌细胞与非肌细胞。这要求工具鼠能在研究者设定的时间窗口启动标记，定位特定胚胎起源的细胞群，避免标记泄漏。血管平滑肌细胞的起源依赖性易感 成体主动脉不同节段的平滑肌细胞来自不同胚胎起源，第二心场来源细胞对升主动脉瘤的易感性与其他起源细胞存在差异。交叉遗传学策略需结合可诱导 Cre 与 Dre 工具，在第二心场来源细胞群中特异性敲除目标基因，探究起源依赖的疾病机制。

图. Isl1-CreERT2 可诱导 Cre 工具鼠：心脏祖细胞谱系示踪研究

产品信息：他莫昔芬可控的第二心场标记工具

Isl1-CreERT2 小鼠将他莫昔芬诱导型 CreERT2 重组酶敲入内源 Isl1 基因位点，CreERT2 表达受 Isl1 启动子调控。他莫昔芬（tamoxifen）给药后，CreERT2 从细胞质易位入核，介导 loxP 位点重组，永久标记 Isl1+ 细胞及其全部后代。

目录号 NM-KI-00013，遗传背景 C57BL/6，活体供应。杂合子小鼠可正常存活繁育；纯合子因 Isl1 缺失致胚胎死亡，实验中使用杂合子。

Isl1 在胚胎期表达于第二心场祖细胞、咽弓间充质、后肢芽间充质。在心血管系统，Isl1+ 细胞贡献心脏流出道、右心室、部分左心室及心房的心肌细胞，以及部分血管平滑肌细胞。此外，Isl1 在胰腺祖细胞、视网膜神经节细胞及内核层细胞也有表达，该工具鼠可用于心血管之外的发育生物学研究。

Cre 重组活性验证

南模生物提供的验证数据显示，Isl1-CreERT2 小鼠在他莫昔芬诱导后可有效介导 loxP 位点重组。将该小鼠与 Cre 报告基因小鼠（如 R26-tdTomato）交配，在特定胚胎时期给予他莫昔芬诱导，可在心脏流出道、右心室等第二心场衍生区域观察到荧光标记。验证图像显示标记细胞分布符合 Isl1 表达模式，未见明显异位标记，CreERT2 重组酶在目标细胞群中的特异性与诱导效率满足谱系示踪实验要求。

已发表研究中的应用

Circulation 期刊发表的研究"Genetic Lineage Tracing of Non-myocyte Population by Dual Recombinases"（周斌课题组）建立了双同源重组谱系示踪技术（DeaLT），用于解答胚胎心脏发育及成体心脏损伤修复过程中非肌细胞向肌细胞转化的问题。该研究利用 Isl1-CreER（与本品系同为 Isl1 启动子驱动的可诱导型 Cre 工具）在胚胎 E8.0 天给予他莫昔芬诱导，追踪 Isl1+ 心肌干细胞对第二心场心肌细胞的贡献。实验证实，在胚胎 E13.5 天的右心室中，大部分心肌细胞来源于早期被标记的 Isl1+ 祖细胞。

该研究结合 Tnnt2-Dre、R26-iCre 与双色报告系统，排他性标记心肌细胞与非心肌细胞，揭示成体心脏在心肌梗死损伤后，新生心肌细胞仅来源于已有心肌细胞的增殖，而非来自 Isl1+ 或其他非肌细胞群体的转分化。这一结论对心脏再生医学研究方向产生影响，强调了促进心肌细胞自身增殖的治疗策略。

2025 年发表于 Circulation 的研究"Exploring Origin-Dependent Susceptibility of Smooth Muscle Cells to Aortic Diseases Through Intersectional Genetics"（周斌课题组等）采用交叉遗传学策略，利用 Isl1-Dre（Dre 重组酶版本，目录号 NM-KI-200177）标记第二心场起源的所有细胞，结合 Myh11-RSR-CreER 实现对第二心场来源平滑肌细胞的特异性靶向。研究发现，在升主动脉的第二心场来源平滑肌细胞中敲除 Tgfbr2 基因后，TGF-β 信号通路缺失导致升主动脉瘤形成加速，提示不同胚胎起源的血管平滑肌细胞对主动脉疾病的易感性存在差异。

配套模型与实验设计原则

Isl1-CreERT2 谱系示踪实验需与含 loxP 位点的报告基因小鼠或条件性基因敲除小鼠交配。常用报告系统包括 R26-tdTomato、R26-EYFP、R26-LacZ，用于可视化标记 Isl1+ 细胞后代。条件性基因敲除研究需选择目标基因两侧带 loxP 位点的 floxed 小鼠（如 Tgfbr2-flox）。

双同源重组实验可将 Isl1-CreERT2 与 Dre-rox 系统工具鼠（如 Tnnt2-Dre、Myh11-Dre）及双色报告小鼠（IR 或 NR 系列）组合，实现对不同细胞群的排他性标记。研究第二心场来源细胞在成体器官中的功能，建议在胚胎早期（E7.5-E8.5）给予他莫昔芬诱导以标记祖细胞群，随后在成体阶段分析标记细胞的分布与功能。研究特定发育时间窗的细胞命运，则在相应胚胎时期进行脉冲标记。

他莫昔芬给药方式与剂量需根据研究目的优化。怀孕母鼠通常采用灌胃给药（1-3 mg/只）；成年小鼠可采用腹腔注射（75-150 mg/kg 体重）。诱导后 24-48 小时重组开始发生，标记效率与诱导时间、剂量相关，需在预实验中验证。

时空可控标记，支撑交叉遗传学研究

Isl1-CreERT2 通过他莫昔芬诱导系统，让研究者在胚胎发育或成体稳态的任一时刻启动谱系标记，将特定发育阶段的 Isl1+ 细胞群及其后代与其他细胞群区分开来。这种时空特异性在心脏发育研究中的价值在于——通过在不同胚胎时期给予他莫昔芬，可分别标记早期心脏祖细胞或晚期分化中的心肌细胞，回答某个心脏结构的细胞在何时何地产生。

结合双同源重组技术时，该工具鼠成为交叉遗传学策略的关键组件。将 Cre-loxP 与 Dre-rox 两套系统串联，可在复杂组织中排他性标记两类细胞群（如肌细胞与非肌细胞，或不同胚胎起源的细胞亚群），这一技术在心脏再生、血管疾病等领域已产出研究发现，修正了以往基于单一标记技术得出的结论。

常见问题

Q1：Isl1-CreERT2 杂合子与纯合子在实验中的选择？

杂合子小鼠 Isl1 基因仍保留一个功能性拷贝，可正常存活繁育，适合所有谱系示踪实验。纯合子小鼠因 Isl1 双等位基因失活导致胚胎致死，不可用于实验。若需研究 Isl1 缺失的表型，应将 Isl1-CreERT2 杂合子与 Isl1 敲除等位基因杂合子交配，在后代中筛选 Isl1-CreERT2/Isl1-KO 复合杂合子。

Q2：他莫昔芬诱导的时间窗口如何选择？

诱导时间取决于研究目的。若追踪第二心场祖细胞对心脏的贡献，在 E7.5-E8.5 诱导可标记早期祖细胞群；若研究特定心脏结构的发育时间，需参考 Isl1 在该结构中的表达动力学。成体阶段诱导则用于研究成体组织中残存 Isl1+ 细胞的功能。他莫昔芬半衰期较短，诱导后 24-48 小时重组达到峰值，随后 Cre 活性迅速下降，因此可实现较窄的标记时间窗。

Q3：该工具鼠是否可用于心脏以外的组织研究？

Isl1 在胚胎期除心血管系统外，还表达于胰腺祖细胞、视网膜神经节细胞、后肢间充质。因此 Isl1-CreERT2 可用于胰岛发育、视网膜神经发育、肢体发育等领域的谱系示踪。但需注意，成体阶段 Isl1 表达显著下降，仅在少数组织保持低水平表达，该工具鼠更适合胚胎发育研究，而非成体稳态下的细胞标记。

Q4：如何区分 Isl1-CreERT2 与 Isl1-Cre 的应用场景？

Isl1-Cre（组成型，目录号 NM-KI-200126）在 Isl1 表达启动时即介导重组，标记所有曾经表达过 Isl1 的细胞及其后代，无法控制标记起始时间。Isl1-CreERT2 通过他莫昔芬诱导，可精确设定标记时间窗，适合研究特定发育阶段的细胞命运或进行脉冲追踪实验。若研究问题是"Isl1+ 细胞的所有后代分布在哪里"，Isl1-Cre 更简便；若需回答"E8.0 天的 Isl1+ 细胞与 E10.5 天的 Isl1+ 细胞命运有何不同"，则需使用 Isl1-CreERT2 分别诱导。

关于南模生物

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