### 简介

1992年，Manfred Gossen和Hermann Bujard进行了一项开创性研究，联合开发了Tet-off系统。相关成果以题为“在哺乳动物细胞中，通过四环素响应启动子紧密控制基因表达”的研究论文发表在PNAS期刊上。Tet-on/Tet-off系统已成为分子生物学和基因工程领域中最经典及广泛应用的可诱导基因表达系统之一。该系统源于大肠杆菌的Tn10四环素抗性操纵子（TetO），由Tet响应元件（TRE）、Tet阻遏蛋白（TetR）及其改造蛋白等组成，能够在真核细胞（如哺乳动物细胞）中精确、可逆、剂量依赖地调控目标基因的开启或关闭。

### 基本原理

TetR能够与TetO特异性结合。在Tet缺失的状态下，TetR与TetO结合，阻止下游抗性基因的表达；而在存在Tet时，TetR构象发生改变，脱离TetO，导致抗性基因的抑制解除，从而引起抗性蛋白的表达。

### Tet-off系统原理

tTA是由TetR和单纯疱疹病毒VP16蛋白C端的一段转录激活结构域融合而成的，它充当四环素阻遏转录激活因子。当多西环素（Dox）缺失时，tTA与TRE结合，启动下游基因表达；而在Dox存在时，tTA构象变化，导致其从TRE脱离，从而关闭下游基因表达。

### Tet-on系统原理

反义tTA（rtTA）是由反义TetR（rTetR）和单纯疱疹病毒VP16蛋白C端的转录激活结构域融合而成，其表型与tTA相反。rtTA只在存在四环素的情况下激活TRE。当Dox不存在时，rtTA与TRE结合能力缺失，下游基因表达被关闭；在Dox存在时，rtTA变化构象并结合TRE，从而启动下游基因的表达。

### 关键特性与优势

1. **高度严谨**：在没有诱导的状态下（Tet-off有Dox；Tet-on无Dox），背景泄漏表达通常极低；在诱导状态下（Tet-off无Dox；Tet-on有Dox），表达水平接近强组成型启动子，非常高。

2. **可逆性**：通过添加或撤除Dox，可反复快速开启或关闭基因表达，对于研究基因功能的动态变化至关重要。

3. **剂量依赖性**：基因表达水平可通过调节Dox浓度进行细致控制；在有效浓度范围内，浓度越高，Tet-on诱导越强，Tet-off抑制越强。

4. **快速响应**：Dox作为小分子，能迅速穿过细胞膜并快速影响基因表达，添加Dox后，通常在几小时至一两天内可显著变化。

5. **低细胞毒性**：在常用浓度范围内，Dox对大多数类型细胞的毒性较低，适合长期实验和体内研究。

6. **广泛适用性**：该系统已在多种模式生物（如小鼠、大鼠等）中成功应用。

### 应用场景

1. **功能基因研究**：

在特定时间、特定细胞或组织中诱导表达特定基因，研究其对细胞表型、信号通路、发育或疾病进程的影响；在转基因动物中实现时空特异性的基因表达，利用组织特异性的启动子调控rtTA/tTA表达，通过Dox控制在特定组织及时间点开启或关闭目标基因。

2. **神经科学研究**：

结合光遗传学、钙成像等技术研究神经系统功能。如利用Tet-off系统与光敏蛋白结合，标记与恐惧记忆相关的大鼠脑神经元，并通过光遗传学激活，探究记忆的编码、存储和提取机制。

### 客户案例分享

客户文章（影响因子=81）中提到，研究者通过tTA-TRE（Tet-Off）系统在伏隔核标记不同类型急性疼痛激活的神经元，结果显示急性疼痛激活的神经元在慢性疼痛中发挥着重要作用。

### 结语

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