Cre-loxP系统存在以下几种诱导重组的方式，这是基于Cre重组酶与loxP位点的相互作用而实现的。当基因内存在loxP位点且有Cre重组酶存在时，Cre重组酶便会与loxP位点两端的反向重复序列区结合形成二聚体。此二聚体与其他loxP位点的二聚体结合，进而形成四聚体。随之，loxP位点之间的DNA序列被Cre重组酶切掉，切口通过DNA连接酶重新连接。DNA重组结果主要取决于loxP位点的方向及位置。

Cre重组酶介导的两个loxP序列间的特异性重组根据序列位置和方向的不同分为三种情况：①当两个loxP序列位于同一条DNA链且方向相同时，Cre重组酶能够敲除两个loxP序列间的DNA片段；②当两个loxP序列位于同一条DNA链且方向相反时，Cre重组酶能够反转两个loxP序列间的DNA片段；③当两个loxP序列位于不同DNA链上时，Cre重组酶能够介导loxP序列间DNA链的交换或染色体易位。Cre重组酶介导两个LoxP位点间的重组是一个动态、可逆的过程。

图2. Cre-loxP系统诱导基因重组的方式

1. 高效性；

Cre重组酶与具有loxP位点的DNA片段形成复合物之后，可以快速引发DNA重组，不受靶基因大小和位置的影响。

2. 时空特异性；

可以特定时间实现体内特定种类器官或组织中的基因敲除，避免了某些基因完全敲除所导致的胚胎致死效应。

3. 应用范围广。

真核及原核均适用，不同组织、不同生理条件下均可起作用。

对Cre元件的改造：在Cre元件的C端接上雌激素受体（ER）的配体结合结构域，为了避免体内雌激素的干扰，可对雌激素受体的配体结合区做一定程度的改变，使其只能和某些雌激素衍生物相结合。目前使用最多的是Cre-ERT2突变体，融合蛋白Cre-ERT2不能入核，定位在胞浆内，当雌激素衍生物他莫昔芬结合到Cre-ERT2受体结合结构域后，蛋白才会通过构象变化从锚定蛋白HSP90上解离下来，进入细胞核，识别loxP位点并发生重组。通过控制他莫昔芬的注射时间，就可以调控基因重组的时间特异性。

图3. 他莫昔芬诱导的Cre-ER系统（Hyeonhui Kim, et al., Lab Anim Res. 2018）

1.对loxP元件的改造：loxP元件也可以在间隔区和回文序列进行突变，不同的碱基选择就造就了不同的lox位点，常见的有lox2272、lox511、lox5171、loxN和loxP等。突变后的loxP序列和同样突变的loxP序列匹配，才能被Cre重组酶识别和重组，而不能和未突变的loxP序列匹配，这样就可以将不同的loxP序列组合用于控制多个基因，在Cre重组酶的作用下，实现多个基因的重组。Brainbow技术就是根据loxP序列的改造而实现的。

2.四环素诱导型tetO-Cre：将四环素调控系统与Cre-loxP系统相结合，需要用两种转基因小鼠交配使用。一种是由四环素响应启动子元件（TRE,也叫tetO）控制的Cre工具鼠（TRE-Cre,也叫tetO-Cre）；另一种是由组织特异性启动子驱动的表达四环素转录活化因子tTA或rtTA的小鼠。tTA或rtTA与tetO的结合受四环素或其衍生物多西环素（Dox）的调节。tTA在没有Dox的时候与tetO结合诱导Cre表达，有Dox的时候不能与tetO结合，Cre不表达；rtTA与tTA相反，有Dox的时候与tetO结合，诱导Cre表达，没有Dox的时候与tetO不结合，Cre不表达。因此可以通过Dox来调控Cre在特定时间及特定组织细胞中的表达，从而介导基因重组。

图4. 四环素诱导型tetO-Cre（Hyeonhui Kim, et al., Lab Anim Res. 2018）