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品系简介
LSL-KrasG12D 小鼠由美国麻省理工学院（MIT）Tyler Jacks 实验室于 2001 年构建，通过同源重组在源自 129S4/SvJae 小鼠的 J1 胚胎干细胞中将 Kras 原癌基因第 12 位密码子由甘氨酸（G）突变为天冬氨酸（D），并在突变序列上游植入 loxP-Stop-LoxP（LSL）转录终止盒，随后回交至 C57BL/6 背景超过 10 代形成 B6.129S4-Krastm4Tyj/J 品系（JAX #008179）。原始文献为 Jackson 等 2001 年发表于 Genes Dev 的研究，该品系与同期的 "hit-and-run" KrasLA2 模型（Johnson et al., Nature 2001）共同开创了在体内按需激活内源性致癌基因的肿瘤建模范式。经二十余年应用，其已衍生出 KC、KPC、KP 等众多经典复合模型，成为 KRAS 驱动肿瘤研究的基石工具。
该品系属于基因工程条件性敲入（Cre 诱导型致癌基因）模型，毛色与背景品系 C57BL/6J 一致（黑色），MHC 单倍型为 H-2b。其核心特点是：在无 Cre 重组酶时，LSL 终止盒（含 PGK-嘌呤霉素抗性盒、腺病毒剪接受体、his3 填充片段及四联 SV40 polyA 信号）阻断突变转录本，小鼠生长发育、繁殖与寿命基本正常；一旦经组织特异性 Cre 或腺病毒 Cre 切除 STOP 盒，即在靶组织以内源性生理水平表达 KrasG12D 癌蛋白——这避免了传统转基因过表达所诱发的人工获得表型（如致癌基因诱导的衰老）。主要局限：纯合子胚胎期致死，须以杂合子保种；肿瘤表型完全依赖 Cre 驱动策略的选择。
LSL-KrasG12D 是目前全球应用最广泛的 RAS 突变肿瘤建模工具之一，被誉为 KRAS 驱动肿瘤研究的"金标准"起点品系。与不同 Cre 工具鼠/病毒 Cre 组合，可建模肺腺癌（鼻内 Adeno-Cre；联合 Trp53 缺陷即 KP 模型）、胰腺导管腺癌（Pdx1-Cre 即 KC 模型；再加 LSL-Trp53R172H 即 KPC 模型）、幼年型粒单核细胞白血病（Mx1-Cre + pIpC）、肝内胆管癌、黑色素瘤及神经纤维瘤病等十余种人类疾病，广泛用于肿瘤发生机制、肿瘤微环境与基质生物学、免疫治疗评价及抗肿瘤药物（含 KRAS 抑制剂耐药）临床前研究。
一、品系基本信息
项目 | 内容 |
常用简称 | LSL-KrasG12D、LSL-K-ras G12D、KrasLSL-G12D、K-rasLSL |
品系类型 | 基因工程（条件性敲入 / Cre 诱导型致癌基因模型） |
物种 | 小鼠（Mus musculus） |
毛色 | 黑色（与回交背景 C57BL/6J 一致） |
毛色基因型 | 参见背景品系 C57BL/6J（B;C;a/a 相关位点） |
MHC 单倍型 | H-2b（随 C57BL/6 背景） |
染色体数 | 2n = 40 |
靶基因 | Kras（Kirsten rat sarcoma viral oncogene homolog；亦称 Kras2 / c-Ki-ras；NCBI Gene ID: 16653；MGI ID: 96680） |
等位基因 | Krastm4Tyj（Targeted mutation 4, Tyler Jacks；类型：Conditional ready） |
基因定位 | 6 号染色体：Chr6:145,162,425-145,195,965 bp（负链），77.37 cM，细胞遗传带 G2（GRCm39，MGI） |
突变方式 | 第 12 位密码子 GGT→GAT（p.G12D）；JAX 记为 exon 1（因小鼠 Kras 5′ 端含非编码前导外显子，部分文献/供应商记为 exon 2） |
参考基因组品系 | C57BL/6J（mm39/mm10） |
三、亚系/遗传信息
本品系为单基因敲入品系，无传统近交亚系之分，但存在不同背景版本与构建方式版本，选择时需注意：
3.1 关键遗传元件
项目 | 内容 |
靶基因 | Kras（KRAS 蛋白为膜锚定 GTP 酶，EGFR 下游关键信号枢纽，调控 RAF-MEK-ERK 与 PI3K-AKT-mTOR 通路） |
突变 | p.G12D：第 12 位甘氨酸→天冬氨酸，降低对 GAP（GTP 酶激活蛋白）的亲和力，使 KRAS 锁定于 GTP 结合的持续激活态 |
调控元件 | LSL（loxP-Stop-loxP）转录终止盒：STOP 含反向 PGK-嘌呤霉素选择盒 + 腺病毒剪接受体 + his3 stuffer + 突变剪接供体 + 4×SV40 polyA |
表达逻辑 | 无 Cre → 突变转录本被终止；Cre 切除 STOP → 突变基因由内源启动子驱动表达（生理水平，不诱发过表达性衰老） |
功能影响 | 靶细胞内 KrasG12D 激活 → 持续 RAS-MAPK 信号 → 增殖失控、肿瘤起始；单独表达多以癌前病变为主，联合抑癌基因缺失则进展为侵袭性癌 |
四、繁殖性能
指标 | 数据 |
性成熟日龄 | 参见背景品系 C57BL/6J（雌性约 6-8 周） |
初配日龄 | 雌性约 8 周 / 雄性约 8 周（参考 C57BL/6J） |
繁殖寿命 | 雌性约 8-10 月（参考 C57BL/6J） |
窝产仔数 | 参考背景品系 C57BL/6J（JAX B6 平均约 5-7 只/窝）；本品系无独立公开统计 |
离乳日龄 | 21 天（3 周） |
胎间隔 | 参考 C57BL/6J |
年产窝数 | 参考 C57BL/6J |
配种方案 | 杂合子（KrasLSL-G12D/+）× 同窝野生型（+/+）；JAX 官方繁育策略为 heterozygote × +/+ sibling |
性别比 | 约 1:1，无偏移报道 |
特殊注意事项 | ① 纯合子（LSL-G12D/LSL-G12D）胚胎期致死，禁止纯合配繁；② 后代约 50% 杂合，需 3 周离乳时基因分型；③ LSL 等位基因本身不影响生育力与母性行为；④ 严禁与任何表达 Cre 的品系同笼饲养或交叉污染，防止意外重组 |
数据来源：JAX strain 008179 Breeding Considerations；背景品系参数参考 JAX C57BL/6J (000664) 数据表
五、生长数据（体重增长曲线）
暂无数据。 本品系为基因修饰品系，未重组杂合子在无 Cre 背景下体重增长与野生型 C57BL/6J 无显著差异（Tuveson et al. 2004；KC 小鼠 30 周内体重增长正常，血清葡萄糖、淀粉酶、脂肪酶、白蛋白、总胆红素均在正常范围）。如需数值化体重曲线，请参考背景品系 C57BL/6J 的 JAX/Charles River 官方生长数据；Cre 重组后体重变化依模型而异（如 KPC 晚期出现恶病质性消瘦、Mx1-Cre 白血病模型出现体重骤降）。
六、寿命
指标 | 数据 |
未重组杂合子平均寿命 | 与野生型 C57BL/6J 相当（约 24-30 月；无 Cre 时 LSL 等位基因沉默） |
纯合子 | 胚胎期致死（in utero） |
Cre 重组后生存期（依模型） | 肺 Adeno-Cre：依病毒滴度，16 周内成腺癌；KC（Pdx1-Cre）：多数可存活 >1 年，PDAC 低外显率自发进展；KPC：中位生存约 4.5-6 月（16 周左右出现侵袭性 PDAC，伴恶病质/黄疸/腹水）；Mx1-Cre + pIpC：中位生存约 105 天（pIpC 注射后约 84 天），MPD 100% 外显 |
老年界定 | 参考背景品系 C57BL/6J（≥18 月） |
数据来源：JAX；Braun et al. PNAS 2004；Hingorani et al. Cancer Cell 2005；Olive lab（olivelab.org KPC 模型页）
七、解剖学特征
特征 | 描述 |
大体解剖 | 未重组杂合子与野生型 C57BL/6J 无差异；脑、心、肺、肝、肾、胰等主要器官形态正常 |
胰腺（KC 模型，Pdx1-Cre 重组后） | 出生时胰腺组织学正常；2 月龄起出现腺泡-导管化生（ADM）与 PanIN-1 病灶；9 周可见黏液性柱状上皮 PanIN；12 周出现较大增殖灶伴间质反应；26 周广泛 PanIN 伴显著纤维间质；胰岛、腺泡在 30 周内基本保留（无侵袭癌时） |
肺（Adeno-Cre 重组后） | 多灶性病变：非典型腺瘤样增生（AAH）→ 腺瘤 → 腺癌；起源于 II 型肺泡细胞与 club 细胞 |
血液系统（Mx1-Cre + pIpC 后） | 显著脾大（splenomegaly）、肝大，骨髓及脾脏髓系高度增生，外周血髓系细胞浸润肝脾 |
胚胎（纯合子） | 胚胎期发育障碍致死（endogenous KrasG12D 双等位表达不能支持胚胎发育） |
数据来源：Hingorani et al. Cancer Cell 2003；Jackson et al. Genes Dev 2001；Braun et al. PNAS 2004
八、生理生化指标
8.1 血清生化指标
暂无数据。（未重组杂合子血清学正常；KC 小鼠 30 周内血清葡萄糖、淀粉酶、脂肪酶、白蛋白、总胆红素均在正常范围 — Hingorani et al. 2003。数值请参考背景品系 C57BL/6J 数据表。）
8.2 血常规指标
暂无数据。（未重组杂合子参考背景品系 C57BL/6J。Mx1-Cre 白血病模型重组后出现进行性白细胞增多症与贫血 — Braun et al. 2004，属疾病表型而非品系基线。）
8.3 器官重量
暂无数据。（未重组杂合子参考背景品系 C57BL/6J；疾病模型中脾脏/肝脏重量显著增加属模型表型。）
8.4 其他生理参数
暂无数据。（参考背景品系 C57BL/6J：心率、呼吸、体温、血压等基线参数。）
九、行为学特征
暂无数据/无异常报道。 未重组杂合子行为学表型与野生型 C57BL/6J 无显著差异，无神经或运动异常的文献报道。Cre 重组后的行为变化均继发于肿瘤负荷（如恶病质、活动减少）。
十、常见自发疾病（含 Cre 依赖疾病表型）
10.1 未重组状态（无 Cre）
疾病类型 | 发生率 | 说明 |
无特异性自发疾病 | — | LSL 终止盒阻断突变表达，杂合子健康；仅在极少数携带泄漏性 Cre 工具鼠的复合后代中出现本底重组表型（如未注射 pIpC 的 Mx1-Cre; KrasLSL-G12D 小鼠可因 Mx1 本底活性最终发生 MPD） |
10.2 Cre 重组后的经典疾病表型（按 Cre 驱动策略）
Cre 策略 | 疾病模型 | 核心表型 | 关键参数 |
鼻内/气管 Adeno-Cre（肺） | 肺腺癌（NSCLC） | ① AAH→腺瘤→腺癌多阶段进展；② 起源于 II 型肺泡与 club 细胞；③ 肿瘤数与病毒滴度正相关 | 6 周（5×10⁵ pfu）出病变，16 周（5×10⁶ pfu）成腺癌 |
Pdx1-Cre / Ptf1a-Cre（胰腺）→ KC | 胰腺导管腺癌前病变 | ① ADM；② 全谱系 PanIN（1A→3）；③ 伴纤维间质 | ~2 月 PanIN-1；8-12 月低外显率自发 PDAC |
+ LSL-Trp53R172H（KPC） | 侵袭性 PDAC | ① 100% 外显；② 广泛转移（80%，肝/肺为主）；③ 促纤维增生基质、免疫抑制微环境；④ 吉西他滨耐药（仅约 12% 肿瘤生长动力学改变） | 8-10 周 PanIN 起始；~16 周侵袭性 PDAC；中位生存约 4.5-6 月 |
+ Trp53flox/flox（KP, Adeno-Cre） | 转移性肺腺癌 | 高频转移至胸膜、淋巴结、肾、心、肾上腺、肝 | 联合 Lkb1/Cdkn2a 缺陷加速恶变 |
Mx1-Cre + pIpC（造血） | JMML 样髓系增殖肿瘤（MPD） | ① 白细胞增多、贫血、巨脾；② 髓系（Mac1+Gr1+）扩增；③ GM-CSF 超敏与无细胞因子集落形成（JMML 细胞学标志） | 100% 外显；中位生存 105 天 |
Alb-Cre（肝） | 肝内胆管癌 | 胆道上皮肿瘤 | — |
Tyr-CreERT2 + 他莫昔芬（黑色素细胞） | 黑色素瘤 | 诱导性黑色素瘤发生 | 需他莫昔芬给药 |
GFAP-Cre（星形胶质细胞） | 神经纤维瘤 | 神经纤维瘤样病变 | — |
WAP-Cre（乳腺/分泌腺） | 上皮增生 | 乳腺、皮肤等分泌腺上皮增生 | — |
Pdx1-Cre（肛上皮，雌性） | 肛区鳞状细胞癌 | 雌激素依赖，仅雌鼠成瘤（去势/卵巢切除可阻断） | 性别依赖表型 |
Amhr2/Cyp19a1-Cre + Ctnnb1 突变 | 卵巢/睾丸颗粒细胞瘤 | 与 β-catenin 激活协同 | — |
Pbsn-Cre + Scrib/Pten flox（前列腺） | 前列腺癌 | 侵袭性前列腺癌（约 400 天） | 需协同突变 |
数据来源：JAX strain 008179 How it's Used；Jackson 2001；Hingorani 2003/2005；Aguirre 2003；Braun 2004；Chan 2004；MGI:2429948 Disease Models；PMC8568287
十一、应用领域
领域 | 具体应用 |
肺癌研究 | KRAS 突变型肺腺癌发生机制、肿瘤起始细胞（AT2/club）鉴定、AAH→腺瘤→腺癌进程、早期筛查影像学（micro-CT/PET）验证 |
胰腺癌研究 | KC/KPC 模型：PanIN 起源与细胞起源（acinar vs ductal）、ADM 机制、肿瘤基质与免疫微环境、转移机制（EMT/lineage tracing） |
血液肿瘤研究 | JMML/CMML 样 MPD：RAS 信号与造血干祖细胞自我更新、GM-CSF 超敏机制、MEK/PI3K 抑制剂药效评价 |
抗肿瘤药物临床前评价 | 化疗（吉西他滨耐药平台）、靶向治疗（MEK/ERK/PI3K/metabolism）、免疫治疗（免疫健全背景）、KRAS 抑制剂耐药机制 |
肿瘤生物学基础研究 | 致癌基因诱导的衰老与转化阈值、RAS 信号反馈调控、代谢重编程（糖酵解/TCA）、炎症-肿瘤偶联（胰腺炎促癌） |
化学预防与致癌研究 | 肺癌化学预防药物筛选、烟草致癌物协同研究 |
基因治疗/递送研究 | 腺病毒/AAV-Lung、Cre-lox 定向重组效率评价 |
其他器官肿瘤 | 肝内胆管癌、黑色素瘤、神经纤维瘤、肛区 SCC、卵巢颗粒细胞瘤、前列腺癌等 |
数据来源：JAX；MGI MMHCdb；PubMed 综述（PMC8556190；Perspect Med 2018）
十二、相关基因修饰模型（以本品系为核心的经典复合模型）
模型名称 | 基因型组合 | 研究领域 |
KC | LSL-KrasG12D/+; Pdx1-Cre | PDAC 前期病变（PanIN/ADM）自然史 |
KPC | LSL-KrasG12D/+; LSL-Trp53R172H/+; Pdx1-Cre | 侵袭性、转移性 PDAC 金标准模型 |
KP（肺） | LSL-KrasG12D/+; Trp53fl/fl + Adeno-Cre | 转移性肺腺癌 |
KL | LSL-KrasG12D/+; Lkb1fl/fl + Adeno-Cre | 高侵袭肺腺癌（鳞/腺混合表型） |
KS | LSL-KrasG12D/+; Sftpc-MerCreMer（他莫昔芬诱导） | II 型肺泡细胞起源的诱导性肺癌（实验窗口可控） |
KC; Cdkn2afl/fl | LSL-KrasG12D/+; Cdkn2afl/fl; Pdx1-Cre | 快速进展 PDAC（7-11 周） |
KrasG12D; Mx1-Cre | LSL-KrasG12D/+; Mx1-Cre（pIpC 诱导） | JMML 样髓系增殖疾病 |
KPC 派生移植模型 | KPC 肿瘤细胞/组织 → 同源 C57BL/6 原位移植 | 同步化药效评价（KPC-luc、皮下/原位） |
数据来源：Aguirre et al. Genes Dev 2003；Hingorani et al. Cancer Cell 2005；DuPage et al. 2009；赛业生物（C001251/C001308/C001320/C001514）；南模生物（NM-KI-210096）
十三、饲养管理要点
管理要点 | 注意事项 |
微生物等级 | SPF 级饲养（JAX 以 AX27 最高屏障级维持） |
饲料饮水 | 标准啮齿类全价颗粒料 + 高压灭菌饮水，自由采食 |
温湿度/光照 | 20-26 ℃，40-60% 湿度，12 h:12 h 明暗交替 |
基因分型 | 3 周离乳时剪趾/剪尾提取基因组 DNA 行 PCR；JAX 官方 Kras 分型协议 #29388；文献引物示例：y116-common (5′-TCCGAATTCAGTGACTACAGATG-3′) + y117-LSL (5′-CTAGCCACCATGGCTTGAGT-3′) → LSL 条带 327 bp；y116 + y118-wt (5′-ATGTCTTTCCCCAGCACAGT-3′) → 野生型条带 450 bp（也可用 Sanger 测序确认） |
严防意外重组 | 与 Cre 工具鼠分房饲养、器具分用；废弃垫料防交叉；引种检疫 |
繁殖管理 | 仅用杂合×野生配繁；纯合致死，勿尝试纯繁；建议保持 Cre 工具鼠与 LSL 品系各自独立种群，实验前再配繁 |
伦理与福利 | 重组后成瘤小鼠需按肿瘤负荷/体况评分及时安乐死（恶病质、弓背、竖毛、不食等） |
文献规范 | 发表时注明 JAX #008179（或对应供应商货号）并引用 Jackson et al. 2001 原始文献 |
供货形态 | JAX 供应杂合种鼠（♂/♀）× C57BL/6 野生型配繁对；国内供应商多以杂合活体或繁育对供应 |
十四、关键参考文献
序号 | 文献 | 内容概述 |
1 | Jackson EL, Willis N, Mercer K, Bronson RT, Crowley D, Montoya R, Jacks T, Tuveson DA. Genes Dev. 2001;15(24):3243-8. PMID: 11751630 | 本品系原始文献：Krastm4Tyj 构建与 Adeno-Cre 肺肿瘤诱导，确立时空可控致癌基因激活范式 |
2 | Johnson L, Mercer K, Greenbaum D, et al., Jacks T. Nature. 2001;410(6832):1111-6. PMID: 11323676 | KrasLA2 "hit-and-run" 模型：体细胞自发激活 Kras 致早发肺癌 |
3 | Tuveson DA, Shaw AT, Willis NA, et al., Jacks T. Cancer Cell. 2004;5(4):375-87. PMID: 15093544 | 内源性 KrasG12D 表达的增殖与发育缺陷分析 |
4 | Hingorani SR, Petricoin EF, Maitra A, et al. Cancer Cell. 2003;4(6):437-50. PMID: 14678632 | KC 模型：Pdx1-Cre; LSL-KrasG12D 再现 PanIN→PDAC 进程 |
5 | Aguirre AJ, Bardeesy N, Sinha M, et al. Genes Dev. 2003;17(24):3112-26. PMID: 14656209 | Kras 激活与 Ink4a/Arf 缺失协同产生转移性 PDAC |
6 | Hingorani SR, Wang L, Multani AS, et al. Cancer Cell. 2005;7(5):469-83. PMID: 15894333 | KPC 模型：Trp53R172H 与 KrasG12D 协同致染色体不稳定与广泛转移 |
7 | Braun BS, Tuveson DA, Kong N, et al. PNAS. 2004;101(2):597-602. PMID: 14699048 | Mx1-Cre 造血系统激活 KrasG12D → 致死性 MPD（JMML 模型） |
8 | Chan IT, Kutok JL, Williams IR, et al. J Clin Invest. 2004;113(4):528-38. | 内源性启动子驱动的 KrasG12D 诱导髓系增殖疾病 |
9 | Olive KP, Jacobetz MA, Davidson CJ, et al. Science. 2009;324(5933):1457-61. | KPC 模型中 Hedgehog 信号抑制增强吉西他滨递送（基质研究经典） |
10 | Sabnis AJ, Cheung LS, Dail M, et al. PLoS Biol. 2009;7(3):e1000059. | KrasG12D 白血病起源于造血干细胞（HSC） |
11 | Murtaugh LC. Cold Spring Harb Perspect Med. 2015 (PMC3926968) | 胰腺癌动物模型教训综述（KC/KPC 病理进程权威梳理） |
12 | Compagno M, et al. / 上皮可塑性综述 Gastroenterology. 2019 (PMC6545585) | 胰腺肿瘤细胞可塑性、ADM 与 KC 模型中的起源细胞讨论 |