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基于CRISPR技术构建发光噬菌体及其在大肠埃希菌鉴定中的应用
编辑人员丨3天前
目的:构建针对大肠埃希菌的重组发光噬菌体(HT7),并评估其对大肠埃希菌的鉴定能力。方法:首先通过基因工程构建小向导RNA表达质粒pCRISPR-sg(1~10)和PFN-1000同源重组质粒菌株,并用双层平板筛选切割效率最高的小向导RNA(sgRNA);采用同源重组与规律成簇的间隔短回文重复(CRISPR)系统联合介导的基因编辑技术,将Nanoluc萤光素酶基因整合入T7噬菌体10A基因下游的非编码区,并成功构建发光噬菌体HT7;通过噬菌斑实验和液体扩增实验评估HT7噬菌体与T7噬菌体生物特性差异;此外用2022年1月至2023年6月解放军总医院第一医学中心临床采集分离的51株大肠埃希菌、20株肺炎克雷伯菌、14株金黄色葡萄球菌、6株屎肠球菌、5株粪肠球菌、3株鲍曼不动杆菌和1株铜绿假单胞菌评估HT7噬菌体的检测专一性和检出限。结果:构建的10个CRISPR靶向切割系统中,sgRNA8靶标的切割效率最高,成斑效率为0.18;噬菌体经pCas9/pCRISPR/PFN-1000 3质粒系统3轮重组筛选后,PCR验证均为2 798 bp的重组噬菌体条带,说明成功构建了HT7噬菌体。重组噬菌体在裂解效率( P<0.001)、一步生长曲线( P=0.001)、感染复数( P=0.031)的生物特性分析中,均有显著差异,裂解暴发点和对数生长节点均延长了10 min,最佳感染复数为0.1;临床样本测试,可识别裂解6株大肠埃希菌,其余菌株均不裂解,4.5 h内可检出低于10 CFU/ml的病原菌。 结论:成功开发了一种高效的噬菌体基因编辑系统,并成功构建发光噬菌体HT7,该噬菌体在4.5 h内能特异性检测出低于10 CFU/ml的大肠埃希菌,且对其他菌株无裂解作用,显示出良好的检测专一性和低检出限。
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编辑人员丨3天前
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CRISPR/Cas9基因编辑技术在构建眼科疾病动物模型中的应用
编辑人员丨3天前
成簇规律间隔短回文重复序列及其相关蛋白9(CRISPR/Cas9)系统是一种利用RNA指导核酸内切酶进行基因编辑的技术,具有操作简便、靶向精准、周期短、基因敲除效率高等特点,被广泛用于多个物种的基因编辑及疾病基因治疗中。目前,采用该技术已构建了多种眼科疾病动物模型,如角膜营养不良模型( UBIAD1、 TGF- β R124C基因突变)、青光眼模型( MYOC Y435H、 OPTN E50K和 PMEL基因突变)、白内障模型( GJA8、 KPNA4、 c- Maf、 AQP5和 PIKFYVE基因突变)、Leber先天性黑矇动物模型( KCNJ13和 LCA5基因突变)、视网膜母细胞瘤动物模型( RB1/ RBL基因突变)和视网膜色素变性动物模型( HKDC1、 C8ORF37、 CERKL、 PRCD、 ASRGL1、 LRAT和 PDE6B基因突变)等。还有研究者采用该基因编辑技术进一步证实了 MFRP、 CPAMD8、 Pax6和 FREM基因在动物眼部发育过程中的作用。本文就CRISPR/Cas9基因编辑技术在构建眼科疾病动物模型中的应用进行综述。
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编辑人员丨3天前
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遗传性视网膜疾病腺相关病毒载体基因治疗新进展
编辑人员丨3天前
腺相关病毒载体(AAV)是目前最重要的病毒工具,已在基因治疗领域得到广泛应用;因其具有体积小、无包膜、无致病性等特点,故而是治疗遗传性视网膜疾病的主要手段之一。目前针对原癌基因酪氨酸激酶基因治疗视网膜色素变性、ND4基因治疗Leber遗传性视神经病变以及Rab伴随蛋白-1基因治疗无脉络膜症的临床试验均发现约一半的患者视力改善。针对AAV基因治疗Leber先天性黑矇、X连锁视网膜劈裂症、全色盲以及老年性黄斑变性的临床试验也正在开展。而关于Stargardt病、Usher综合征、真性小眼球的AAV基因治疗尚在动物实验或理论阶段。目前AAV基因治疗主要用于隐性遗传性视网膜疾病,对于显性遗传性视网膜疾病需采用成簇规律间隔的短回文重复序列及其相关蛋白9技术等来干预。对于遗传性视网膜疾病的治疗,这将是一个重要且复杂的系统性工程,需投入更多人力物力共同参与和研究,期待在不久的将来能有大的突破。
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编辑人员丨3天前
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基于重组酶介导的等温扩增和CRISPR-Cas13a检测幽门螺杆菌的方法的建立
编辑人员丨3天前
目的:开发一种基于重组酶介导的等温扩增(RAA)和成簇的规律间隔短回文重复序列(CRISPR)及其相关蛋白(Cas13a)系统的幽门螺杆菌核酸检测体系。方法:选取2021—2022年于应急总医院收集的30株幽门螺杆菌以及大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌、粪肠球菌、阴沟肠杆菌和肺炎克雷伯菌各2株。针对幽门螺杆菌UreC基因保守区序列,设计RAA-Cas13a 核酸检测体系所需的特异性引物及CRISPR RNA(crRNA)。再通过琼脂糖凝胶电泳筛选出产生非特异性产物最少的引物对,并应用Cas13a切割荧光探针产生的荧光强度筛选出切割效率最高的crRNA序列,构建了RAA-Cas13a核酸检测体系,通过检测梯度浓度稀释的幽门螺杆菌ATCC 43504基因组DNA以及5种不同的临床常见病原体基因组DNA,评价基于RAA-Cas13a核酸检测体系的最低检测限及特异性。通过RAA-Cas13a核酸检测体系与已建立的荧光定量聚合酶链式反应(qPCR)方法同时检测临床菌株,得到该方法与qPCR方法的一致性。采用双侧配对 t检验对两组间的荧光值进行比较, P<0.05为差异有统计学意义。 结果:建立的RAA-Cas13a核酸检测系统可以在1 h内检测出低至10拷贝/μl的靶标DNA( t=11.05, P<0.01),且与其他5种临床常见菌株无交叉反应。RAA-Cas13a方法与传统的qPCR方法具有良好的一致性,Kappa系数为1。 结论:建立了一种将RAA与CRISPR-Cas13a结合进行幽门螺杆菌检测的方法,可用于快速且灵敏的识别幽门螺杆菌感染。
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编辑人员丨3天前
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Ⅰ型CRISPR系统参与细菌生物膜形成与耐药调控的研究进展
编辑人员丨3天前
近年来细菌的耐药问题日益严重,其形成生物膜后更是具有极强的耐药能力,治疗难度极大提高。除屏障作用、微环境改变等理化因素外,生物膜中部分基因调控也特异地提高细菌耐药性。细菌耐药与形成生物膜的能力之间可能存在共同的调控机制。Ⅰ型成簇的规律间隔短回文重复序列(CRISPR)系统能够调节细菌耐药基因的获得和传播,其作用因种属、进化过程、环境压力而异。新近有报道Ⅰ型CRISPR系统影响生物膜的形成,而且参与噬菌体和生物膜的相互作用,有可能成为研究噬菌体治疗的切入点。本文对近年来细菌耐药形势、生物膜耐药新进展,以及Ⅰ型CRISPR系统影响细菌生物膜的形成与耐药的生物学意义进行综述,为防治细菌感染提供新思路。
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编辑人员丨3天前
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基因工程异种猪皮的发展及其在烧伤创面治疗中的应用研究
编辑人员丨3天前
近年来,异体皮来源极度匮乏,给大面积危重烧伤患者的救治带来了极大挑战。而异种猪皮虽然结构功能与人皮肤相似,但受免疫排斥反应、猪内源性反转录病毒感染等因素影响,其临床应用受到限制。随着基因编辑技术的发展,特别是成簇规律间隔短回文重复序列(CRISPR)/CRISPR相关蛋白9系统的出现,使一次实施多位点靶基因编辑成为可能,为异种猪皮治疗烧伤创面带来了广阔的应用前景。该文着重对异种猪皮移植治疗临床烧伤创面的进展、存在问题、基因修饰/编辑策略及其应用研究进行讨论。
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编辑人员丨3天前
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第二大类CRISPR-Cas系统在妇科恶性肿瘤中的研究进展
编辑人员丨3天前
第二大类成簇规律间隔短回文重复序列与相关蛋白(CRISPR-Cas)包括靶向编辑双链DNA的Cas9、Cas12系统和靶向编辑单链RNA的Cas13系统。与传统的锌指核酸酶和转录激活样因子效应物核酸酶相比,第二大类CRISPR-Cas系统具有操作简单,特异性好,效率高等优点。近年来,第二大类CRISPR-Cas系统在妇科恶性肿瘤领域被广泛应用。因此,本文就其在妇科恶性肿瘤研究模型建立、肿瘤发病及耐药机制、功能基因筛选和靶向治疗等领域的研究进展进行综述。
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编辑人员丨3天前
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基于成簇规律间隔的短回文重复序列及其相关蛋白9技术的高迁移率族蛋白B2基因敲除巨噬细胞Raw264.7细胞株的构建与功能鉴定
编辑人员丨3天前
目的:通过成簇规律间隔的短回文重复序列及其相关蛋白9(CRISPR/Cas9)系统构建HMGB2基因敲除的小鼠巨噬细胞株(Raw264.7),并验证肺炎克雷伯菌(KP)感染后HMGB2敲除细胞介导促炎因子产生和杀菌能力的变化。方法:针对小鼠HMGB2基因靶向设计向导RNA(sgRNA),将插入sgRNA的pX459质粒转染Raw264.7细胞,利用抗性筛选和有限稀释法获得HMGB2基因敲除细胞克隆。利用实时荧光定量聚合酶链反应(RT-PCR)和蛋白质印迹法(Western blot)对所获细胞克隆的HMGB2基因和蛋白表达进行鉴定。通过细菌计数测定HMGB2 -/- Raw264.7吞噬和杀伤细菌能力,通过酶联免疫吸附试验(ELISA)测定HMGB2 -/- Raw264.7促炎因子分泌情况。组间比较采用 t检验。 结果:利用嘌呤霉素成功筛选出单克隆细胞株,HMGB2蛋白在敲除细胞株中完全不表达,HMGB2敲除后对KP的吞噬与正常细胞比较,差异无统计学意义(2.37±0.31比2.33±0.15, t=0.17, P>0.05),但感染后18 h胞内细菌存活比例显著高于正常细胞[(67.67±9.02)%比(32.33±6.11)%, t=5.62, P<0.01];KP感染HMGB2 -/- Raw264.7,促炎因子肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素(IL)-1β和IL-6分泌量显著低于正常细胞[(54.00±18.08) pg/ml比(111.70±8.50) pg/ml, t=5.00, P<0.01;(65.67±9.87) pg/ml比(128.00±30.61) pg/ml, t=3.36, P<0.01;(72.67±9.07) pg/ml比(95.00±5.29) pg/ml, t=3.68, P<0.05]。 结论:通过CRISPR/Cas9技术成功构建HMGB2基因敲除Raw264.7细胞株,验证了HMGB2对诱导相关炎性因子及抗KP感染的影响。
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编辑人员丨3天前
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规律成簇的间隔短回文重复序列及其相关蛋白系统在传染病病原体核酸检测中的应用
编辑人员丨3天前
作为新一代的基因编辑技术,规律成簇的间隔短回文重复序列及其相关蛋白(clustered regularly interspaced short palindromic repeats/clustered regularly interspaced short palindromic repeats-associated proteins,CRISPR/Cas)系统具有强大的基因编辑功能,已被应用于许多领域。目前,已开发的规律成簇的间隔短回文重复序列相关蛋白(clustered regularly interspaced short palindromic repeats-associated protein, Cas)9、Cas12、Cas13和Cas14检测系统被广泛应用于传染病病原体的核酸检测,具有检测成本低、操作简单、灵敏度高等优点。本研究介绍了CRISPR/Cas系统的发展史、作用机制,以及几种Cas蛋白在传染病相关病原核酸检测中的应用。
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编辑人员丨3天前
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CRISPR/Cas9基因编辑技术在遗传性视网膜疾病中的应用
编辑人员丨3天前
目前,一些遗传性视网膜疾病的突变基因已经得到确认,但仍缺乏有效的治疗方法。成簇规律间隔短回文重复序列(CRISPR)和CRISPR相关蛋白(CAS)系统可以通过非同源末端连接及同源定向修复的方式编辑人类基因组DNA,其为遗传性视网膜疾病的治疗提供了更多的可能性。CRISPR/Cas9不仅可以纠正遗传性疾病患者来源特异性诱导多能干细胞(iPSCs)的突变基因,随后分化为视网膜相关的细胞,进而实施细胞治疗;其也可以通过载体传递至体内,直接作用于靶细胞实现体内基因编辑。CRISPR/Cas9基因编辑技术在遗传性视网膜疾病中的应用主要集中在视网膜色素变性、遗传性X连锁青少年视网膜劈裂症、Leber先天性黑矇10型等疾病中,其中体外应用CRISPR/Cas9治疗LCA10已经进入临床试验阶段。本文对CRISPR/Cas9基因编辑技术的作用机制、研究进展,以及其在遗传性视网膜疾病中的应用进展进行综述。
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编辑人员丨3天前