Slc8a3-Flox条件敲除小鼠应用于NCX3钙外排机制研究

同一个交换体，在脑和肌肉里做的不是同一件事

Slc8a3 条件敲除小鼠是钙稳态研究中的一件遗传学工具；要用好它，先要看清这个交换体在不同组织里做的并不是同一件事。

胞内钙离子浓度的回落，依赖多条外排途径协同完成。除质膜钙泵与肌浆网钙泵之外，钠钙交换体（Na⁺/Ca²⁺ exchanger，NCX）承担着容量较大的那一部分——它以 3 个钠离子交换 1 个钙离子的化学计量运行，方向取决于跨膜电化学梯度：正向模式排出胞内钙，反向模式则摄取胞外钙。这一可逆特性意味着，当细胞内钠离子浓度因缺血、能量代谢障碍等条件升高时，交换体的运行方向本身就可能发生改变。

 

NCX 家族由三个基因编码。其中 NCX1 主要分布于心脏、肾脏与脑，NCX2 在脑中含量较高，而由 Slc8a3 编码的 NCX3 见于脑与骨骼肌等可兴奋组织，在心脏中表达很低。

值得注意的是这个基因的剪接方式。NCX3 有两种主要剪接变体——NCX3-B 与 NCX3-AC，二者仅在胞内调节环的 24 个氨基酸上存在差异，但组织分布与功能特性明显不同：小鼠 mRNA 定量显示，脑中 NCX3-B 的表达约为 NCX3-AC 的 3 倍，而比目鱼肌中 NCX3-AC 约为 NCX3-B 的 3 倍，快肌中这一比值更高。功能层面，NCX3-B 表现出钠依赖性失活，在胞外存在钠离子时，胞内钠升高几乎不能启动其反向模式；NCX3-AC 则在同样条件下仍可被胞内钠激活，且正向与反向模式的容量均高于前者。

这就形成了研究设计上的一个具体困难。同一个基因在脑与骨骼肌中以不同变体为主、承担不同任务：在骨骼肌中，它被认为是收缩后舒张过程中的主要钙外排机制；在神经元中，它参与缺血与兴奋性毒性等病理过程。若采用全身性敲除，中枢表型与外周肌肉表型会同时出现，难以判断某一观察结果究竟源自哪一侧。要把两者分开，需要把删除操作限制在特定细胞类型中——这正是 Cre-loxP 系统里 flox 工具鼠的用途：loxP 位点本身不改变基因功能，只有在表达 Cre 重组酶的细胞中才触发删除

该品系通过在Slc8a3 基因 exon2 两侧分别插入 loxP 位点构建。该 flox 小鼠可与组织特异性 Cre 工具鼠交配，获得在特定细胞类型或组织中敲除 Slc8a3 基因的小鼠模型。

与不同启动子驱动的Cre 或 CreERT2 工具鼠组合，该品系可用于多个方向：

· 神经元钙稳态：与神经元谱系Cre 组合，研究该交换体在突触活动、神经元兴奋性与钙信号回落中的作用；

· 脑缺血与兴奋性毒性：在卒中、缺血再灌注等模型中，考察该通路对神经元钙超载过程的影响；

· 骨骼肌收缩与舒张：与肌源性Cre 组合，研究其在收缩后钙外排、肌浆网钙补充与肌肉耐力相关表型中的作用；

· 神经肌肉接头：分别在运动神经元侧与肌纤维侧删除该基因，拆分神经肌肉传递过程中两侧各自的贡献；

· 时序区分：与诱导型CreERT2 工具鼠组合，通过他莫昔芬（Tamoxifen）控制删除时间，把发育阶段的作用与成年后的作用分别评估。

需要说明的是，由于该基因的两种剪接变体在脑与肌肉中的占比不同，实验设计时建议在目标组织中先行确认变体构成与重组效率，再进行组间比较；条件性敲除的实际效果同样取决于所选Cre 品系的表达特异性。

该基因在脑与骨骼肌中以不同剪接变体为主、承担不同任务，全身性敲除会使中枢与外周肌肉表型同时出现，难以判断来源。Slc8a3-Flox 小鼠（目录号 NM-CKO-263493）在 exon2 两侧插入 loxP 位点，与组织特异性 Cre 工具鼠交配后只在目标细胞类型中发生删除；与诱导型 CreERT2 工具鼠组合，可通过他莫昔芬控制删除时间。

Slc8a3-Flox 小鼠由南模生物研发，目录号 NM-CKO-263493。更多基因信息与品系资料可在南模生物官网产品页查询，也可通过官网咨询通道进一步了解该品系的繁育与使用方案。

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，是上交所科创板上市高科技生物公司（股票代码：688265），专注于模式生物领域，为高校、科研院所及制药企业提供基因修饰动物模型产品与解决方案。咨询电话 400-728-0660。

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