轉(zhuǎn)基因小鼠是指通過基因工程技術(shù)將外源基因導入小鼠體內(nèi)，并使其能夠穩(wěn)定遺傳和表達這些外源基因。它們被廣泛應(yīng)用于癌癥、神經(jīng)性疾病、代謝性疾病等的研究中，幫助研究人員揭示疾病的發(fā)病機制和發(fā)展過程，探索潛在的治療方法。此外，轉(zhuǎn)基因小鼠還被用于藥物研發(fā)、基因治療等領(lǐng)域的研究，為醫(yī)學科學的發(fā)展做出了重要貢獻。

基礎(chǔ)版

Thy1-GFP/YFP小鼠^[1]：Thy1是錐體神經(jīng)元的特異性啟動子，取材后鼠腦經(jīng)過樹脂包埋，結(jié)合fMOST技術(shù)可以直觀的研究和追蹤全腦神經(jīng)元發(fā)育、軸突生長、突觸可塑性等內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上，還可以結(jié)合使用PI（碘化丙啶）實時染色進行全腦細胞標記，實現(xiàn)特定細胞在全腦的精準定位。該策略也適用于統(tǒng)計其他類型神經(jīng)元在全腦的分布。

Cx3cr1-GFP小鼠：在中樞系統(tǒng)中，Cx3cr1主要在小膠質(zhì)細胞中表達，取材后鼠腦經(jīng)過樹脂包埋，結(jié)合fMOST技術(shù)可用于研究小膠質(zhì)細胞在神經(jīng)系統(tǒng)中的分布、形態(tài)及其在神經(jīng)炎癥、神經(jīng)退行性疾病中的作用。在此基礎(chǔ)上，還可以結(jié)合使用TRITC（紅色熒光染料）試劑盒進行全腦血管標記，實現(xiàn)特定模型下的小膠質(zhì)細胞與血管共分析。

Tek-Cre:Ai47小鼠^[2]：Tek主要在血管內(nèi)皮細胞中表達，取材后小鼠心臟經(jīng)過樹脂包埋，結(jié)合fMOST技術(shù)可實現(xiàn)心肌細胞及多級血管信號的追蹤和重建，解決了心臟組織結(jié)構(gòu)的熒光標記、高分辨全自動成像及數(shù)據(jù)處理中的技術(shù)難題。同樣的，該策略也適用于其他器官的血管三維成像，例如肝臟^[3]。

Ai品系小鼠：該系列小鼠是一種常用于科學研究的基因修飾小鼠品系，以Ai14小鼠為例：Ai14小鼠攜帶一個表達tdTomato紅色熒光蛋白的基因，該基因被loxP位點夾住的STOP盒子阻斷。這個STOP盒子使得tdTomato基因在沒有Cre重組酶的情況下不會表達。當Ai14小鼠與表達Cre重組酶的小鼠交配時，Cre重組酶在其表達的細胞中會切除STOP盒子，使得這些細胞開始表達tdTomato紅色熒光蛋白。這樣，研究人員就可以通過紅色熒光來標記和追蹤這些細胞（原理圖如下）。

5×FAD小鼠^[4]：阿爾茨海默癥經(jīng)典模型小鼠，該小鼠的病理表型包括淀粉樣斑塊聚集、神經(jīng)元丟失、神經(jīng)膠質(zhì)細胞增生和記憶功能障礙等。取材后小鼠腦經(jīng)過尼式染色樹脂包埋，結(jié)合fMOST技術(shù)實現(xiàn)了全腦構(gòu)建Aβ斑塊及其周圍胞體、神經(jīng)樹突、神經(jīng)束和血管的高精度全景圖。該策略同樣適用于阿爾茨海默癥其他品系轉(zhuǎn)基因小鼠。

進階版

CRH-Cre小鼠^[5]：使用促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素（Corticotropin-releasing hormone，CRH）能神經(jīng)元轉(zhuǎn)基因小鼠，結(jié)合病毒注射，可實現(xiàn)單個腦區(qū)特定神經(jīng)元標記。例如：在CRH-Cre小鼠腦區(qū)先后注射AAV2/9-DIO-TVA-BFP、AAV2/9-DIO-RG及RV-DG-EnvA-GFP，病毒表達完全后取材，鼠腦經(jīng)過樹脂包埋，再運用fMOST技術(shù)即可實現(xiàn)對該腦區(qū)CRH能神經(jīng)元全腦輸入圖譜的繪制。該策略同樣適用于其他腦區(qū)特定神經(jīng)元類型全腦輸入圖譜的繪制。

DAT-Cre小鼠^[6]：使用多巴胺（Dopamine transporter，DAT）能神經(jīng)元轉(zhuǎn)基因小鼠，在VTA腦區(qū)注射帶有DIO的稀疏標記病毒，待病毒表達完全后進行取材，鼠腦經(jīng)過樹脂包埋，再運用fMOST技術(shù)即可實現(xiàn)對VTA腦區(qū)DAT能神經(jīng)元全腦投射圖譜的繪制。該策略同樣適用于其他腦區(qū)特定神經(jīng)元類型全腦投射圖譜的繪制。

高階版

Plxnd1-2A-CreER/Fezf2-2A-CreER小鼠^[7]：

研究特定神經(jīng)元全腦輸入分布，可先將AAV輔助病毒AAV-DIO-RG和AAV-DIO-TVA-mCherry注射到每個目標腦區(qū)。病毒注射三天后用他莫昔芬 (TM,20mg/kg)進行誘導，3周后在同一部位注射RV病毒RV-EnvA-△G-eGFP，RV病毒表達1周后灌流取材。被病毒標記的鼠腦經(jīng)過樹脂包埋，通過fMOST系統(tǒng)對樣品進行三維成像，全腦上游胞體統(tǒng)計。

研究特定神經(jīng)元全腦輸出分布，先將病毒AAV-DIO-GFP注射到每個目標腦區(qū)。病毒注射三天后用他莫昔芬 (TM,20mg/kg)進行誘導，3周后動物灌流取材。被病毒標記的鼠腦經(jīng)過樹脂包埋，通過fMOST系統(tǒng)對樣品進行三維成像，全腦下游纖維統(tǒng)計。

參考文獻：

1. Gong, Hui et al.“High-throughput dual-colour precision imaging for brain-wide connectome with cytoarchitectonic landmarks at the cellular level.” Nature communications. 4 Jul. (2016)
2. Chen, Jianwei., et al.“Three-dimensional visualization of heart-wide myocardial architecture and vascular network simultaneously at single-cell resolution.” Frontiers in cardiovascular medicine . 4 Aug.（2022）
3. Zhang, Q., et al.“Multiscale reconstruction of various vessels in the intact murine liver lobe.” Commun Biol. 24 March.(2022). 
4. Yin, Xianzhen et al. “High-Resolution Digital Panorama of Multiple Structures in Whole Brain of Alzheimer's Disease Mice.”Frontiers in neuroscience . 19 Apr. (2022)
5. Zhao, Peilin et al.“Long-range inputome of cortical neurons containing corticotropin-releasing hormone.” Scientific reports. 22 Jul. (2020)
6. Lin, Rui et al.“Cell-type-specific and projection-specific brain-wide reconstruction of single neurons.”Nature methods .19 Nov (2018)
7.  Tudi, A., et al. “Subregion preference in the long-range connectome of pyramidal neurons in the medial prefrontal cortex.”BMC Biol .29 April. (2024).