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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1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1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1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1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1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1天前
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热休克转录因子1对视网膜色素上皮细胞抗氧化和抗衰老的调控作用
编辑人员丨1天前
目的:探讨热休克转录因子1(HSF1)对人视网膜色素上皮细胞(ARPE-19)抗氧化和抗衰老的作用。方法:利用成簇规律间隔短回文重复序列及相关蛋白9(CRISPR/Cas9)基因编辑技术敲除人ARPE-19细胞系中 HSF1基因,构建并获得2种HSF1缺失ARPE细胞株(ARPE/Hsf1 -/-),分别命名为H8、H9细胞株。取野生型、H8和H9细胞株,应用DHE探针染色结合流式分析技术测定细胞内活性氧簇(ROS)含量,应用流式细胞分析方法测定细胞周期;采用细胞计数试剂盒-8(CCK-8)法测定不同培养时间点细胞活力值;采用结晶紫染色实验测定细胞相对存活率;采用β-半乳糖苷酶(SA-β-gal)染色实验检测衰老细胞比率;采用Western blot法检测各细胞株中热休克蛋白(HSP)70、HSP27、聚集素(CLU)、p53、p21和白细胞介素(IL)-1β蛋白表达水平;采用实时荧光定量PCR法测定各细胞株中p53、p21、IL-6、IL-8、IL-1β、单核细胞趋化蛋白1(MCP1)mRNA表达水平。比较各细胞株在不同热休克处理条件下和HSP90抑制剂IPI504处理下热休克反应相关蛋白相对表达量,比较各细胞株不同浓度H 2O 2处理后相对存活率,比较各细胞株经或未经ROS清除剂N-乙酰半胱氨酸(NAC)处理后p21蛋白相对表达量。 结果:基因测序显示H8和H9细胞株成功携带突变基因,Western blot检测结果显示H8、H9细胞株不表达HSF1蛋白,HSF1在ARPE-19细胞中被成功敲除。与野生型细胞株相比,H8、H9细胞株中的HSP70、HSP27、CLU蛋白相对表达水平显著降低,差异均有统计学意义(均 P<0.05);各细胞株HSP90蛋白相对表达水平总体比较,差异无统计学意义( F=0.29, P>0.05)。在不同热休克刺激和IPI504诱导下野生型细胞株中HSP70、HSP27、CLU蛋白相对表达水平显著升高,差异均有统计学意义(均 P<0.05);与野生型细胞株相比,H8和H9细胞株的HSP70、HSP27、CLU蛋白相对表达水平显著低于相应处理的野生型细胞,差异均有统计学意义(均 P<0.05)。与野生型细胞株相比,H8和H9细胞株培养24、48、72和96 h的细胞活力均显著降低,差异均有统计学意义(均 P<0.05)。与野生型细胞株比较,H8和H9细胞株G1期细胞百分比显著升高,细胞周期抑制因子p53、p21的mRNA和蛋白相对表达水平显著升高,差异均有统计学意义(均 P<0.05),SA-β-gal染色阳性细胞比率显著增加,差异均有统计学意义(均 P<0.001);衰老相关炎症因子IL-6、IL-8、IL-1β、MCP1 mRNA相对表达量显著下降,差异均有统计学意义(均 P<0.001)。H8和H9细胞株ROS含量明显高于野生型细胞株,差异均有统计学意义(均 P<0.001);H8和H9细胞株经NAC处理后p21蛋白相对表达量较未经NAC处理明显降低,差异均有统计学意义( P<0.05)。H8和H9细胞株200、400、600、800 μmol/L H 2O 2处理条件下细胞相对存活率明显低于野生型细胞,差异均有统计学意义(均 P<0.05)。 结论:敲除HSF1可下调HSP的表达,激活ROS/P53/P21通路,诱导RPE细胞衰老,并增加RPE对氧化应激刺激的敏感性。HSF1在RPE细胞中可能具有抗衰老和抗氧化调控作用。
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编辑人员丨1天前
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CRISPR/Cas9技术在宫颈癌治疗中的应用进展
编辑人员丨1天前
宫颈癌是世界上女性癌症排名第4位的恶性肿瘤,严重威胁女性的健康。宫颈癌患者的主要治疗方案为手术或同步放化疗,随着医学研究的发展,研究者们致力于探究更为有效、特异的治疗方案,以期增加宫颈癌的治疗策略和提高治疗效果。簇状规则间隔短回文重复序列(CRISPR)/CRISPR相关蛋白9(Cas9)技术是Cas9蛋白利用向导RNA(gRNA)的引导进而靶向目标基因,实现对目标基因精准编辑的方法。目前,CRISPR/Cas9技术已成为一种很有前途的强大基因编辑工具,是一种新的有效的靶向治疗方法,且被应用于多种肿瘤的治疗中。主要从作用靶点、联合治疗策略以及相关耐药基因筛选等方面对CRISPR/Cas9技术在宫颈癌治疗中的研究进展进行综述,以期为宫颈癌的治疗提供新的策略。
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编辑人员丨1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1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1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1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1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1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1天前
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遗传性血液系统疾病基因治疗的研究现状
编辑人员丨1天前
目前,采取异基因造血干细胞移植(allo-HSCT),是临床上大多数遗传性血液系统疾病和原发性免疫缺陷病的根治手段。但是由于缺少人类白细胞抗原(HLA)相合供体,以及移植后可能发生移植物抗宿主病(GVHD),使该方法始终难以在临床推广、应用。近年来,基因编辑和干细胞生物学技术发展迅速,利用患者自体造血干/祖细胞(HS/PC)进行基因治疗的方法日渐兴起,成为遗传性血液系统疾病基因治疗领域的的研究热点。一方面,基因治疗从根源上避免了免疫排斥的难题;另一方面,成簇规律间隔的短回文重复序列(CRISPR)-CRISPR相关蛋白(Cas)9系统的发现,使靶向基因治疗更具有可行性。CRISPR-Cas9系统能够对靶向基因进行定点剪切,达到修饰基因组DNA的目的。因此,笔者主要就基因编辑技术、遗传性血液系统疾病基因治疗的临床研究进展,以及基因治疗面临的挑战和发展方向进行阐述。
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编辑人员丨1天前
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应用规律间隔成簇短回文重复序列及其相关核酸酶9系统核糖核蛋白复合物技术基因修正威尔森氏症的体外研究
编辑人员丨1天前
目的:应用规律间隔成簇短回文重复序列及其相关核酸酶9系统(CRISPR/Cas9)体外实验研究修正威尔森氏症(WD)基因。方法:选用来源于DL近交系小鼠的Toxic milk小鼠(购自美国Jackson Laboratory公司)作WD模型,设计3个CRISPR来源的RNA (crRNA)-crRNA001/002/003,应用CRISPR/Cas9核糖核蛋白复合物(RNP)方法转染WD肝细胞,48 h后提取基因组DNA,聚合酶链反应(PCR)后测序检测基因编辑效率,筛选出效率最高者crRNA001,并设计相应的单链寡核苷酸(ssODN)修复模板;用crRNA001和ssODN共转染肝细胞,模板特异性引物行PCR,验证ssODN掺入。组间比较采用Student’S t检验。 结果:Sanger测序结果显示,crRNA001的编辑效率为(57.8±5.1)%。用ssODN共转染细胞后,模板特异性引物行PCR,能扩增出修正后的铜离子转运ATP酶β肽(ATP7B)基因条带;二代测序结果显示,ATP7B基因修复效率为(7.45±2.54)%。结论:CRISPR/Cas9 RNP转染能达到较高编辑效率,相应的ssODN可以高效修复缺陷ATP7B基因,为进一步的体内实验提供理论和实验基础。
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编辑人员丨1天前
