目的 探讨茵陈水提物对多药耐药蛋白 3(MDR3)基因突变导致的新生儿肠外营养相关性胆汁淤积(PNAC)的保护作用及可能机制.方法 ①将人原代培养肝细胞应用体外细胞培养、CRISPR/Cas9 慢病毒感染、MDR3 突变基因导入等技术处理后,比较 1%脂肪乳诱导处理前(0)和处理后 16、32、48 h不同时间点肝细胞上清液中肝胆生化指标[丙氨酸转氨酶(ALT)、天冬氨酸转氨酶(AST)、总胆红素(TBil)、直接胆红素(DBil)、间接胆红素(IBil)、总胆汁酸(TBA)]的水平,确定构建MDR3 基因突变PNAC肝细胞模型脂肪酸诱导所需的时间.②将人原代培养肝细胞株按随机数字表法分为空白对照组、MDR3 基因野生型组、MDR3 基因突变组、茵陈水提物干预组.空白对照组只用培养液处理,MDR3 基因野生型组应用慢病毒感染融入野生型MDR3基因和培养液培养,MDR3 基因突变组应用慢病毒感染慢病毒导入MDR3(c.485T＞A、c.2793insA、c.1031G＞A、c.3347G＞A)突变基因和培养液培养,茵陈水提物干预组应用慢病毒感染导入MDR3 突变基因和培养液培养的基础上,加入 100 g/L茵陈水提物预处理,然后将 4 组肝细胞分别加入 1%脂肪乳诱导处理,处理时间为构建MDR3 基因突变PNAC肝细胞模型脂肪酸诱导所需时间.采用酶联免疫吸附试验(ELISA)测定 4 组肝细胞上清液中肝胆生化(ALT、AST、TBil、DBil、IBil、TBA)水平,采用实时荧光定量聚合酶链反应(RT-PCR)检测4组肝细胞编码MDR3、胆盐输出泵(BSEP)、多药耐药相关蛋白(MRP)2～4和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的三磷酸腺苷结合盒蛋白(ABCB4、ABCB11、ABCC2、ABCC3、ABCC4)和TNF基因mRNA的表达丰度.结果 与空白对照组和MDR3基因野生型组比较,MDR3基因突变组在经1%脂肪乳诱导处理前和处理后16h肝细胞上清液中肝胆生化指标(ALT、AST、TBil、DBil、IBil、TBA)水平比较差异无统计学意义,经 1%脂肪乳诱导处理 32h和 48 h MDR3 基因突变组肝细胞上清液肝胆生化指标(ALT、AST、TBil、DBil、IBil、TBA)水平均明显升高(均P＜0.05),确定构建MDR3 基因突变PNAC肝细胞模型脂肪酸诱导所需的时间为 32 h.与MDR3 基因突变组比较,茵陈水提物干预组肝细胞在脂肪乳处理后 32h肝细胞上清液中肝胆生化指标(ALT、AST、TBil、DBil、TBA)水平均明显降低[ALT(ng/L):148.3±2.3 比 164.9±7.0,AST(ng/L):2767.4±78.8 比 3239.4±107.1,TBil(μmol/L):7.6±0.2比13.6±0.3,DBil(μmol/L):1.8±0.1比5.7±0.2,TBA(μmol/L):3.4±0.2比6.7±0.1,均P＜0.05];空白对照组、MDR3 基因野生型组、MDR3 基因突变组和茵陈水提物干预组肝细胞编码MDR3、MRP2、MRP3、MRP4 的ABCB4、ABCC2、ABCC3、ABCC4 基因mRNA表达丰度差异无统计学意义;TNF基因mRNA在MDR3基因突变组呈高表达(2-??Ct:1.258±0.200比1.001±0.052),茵陈水提物干预组呈低表达(2-??Ct:0.387±0.247 比 1.258±0.200),组间比较差异有统计学意义(P＜0.05).与MDR3 基因突变组比较,茵陈水提取物干预组肝细胞编码BSEP的ABCB11 基因mRNA的表达丰度明显增高(2-??Ct:2.955±0.479 比 1.333±0.529,P＜0.05).结论 茵陈水提物对MDR3 基因突变导致的PNAC有一定保护作用,可能与拮抗炎症反应,降低TNF基因的mRNA表达和改善编码BSEP的ABCB11 基因的mRNA表达有关.

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。

一些肾结石病是由单基因病所致，其中与嘌呤代谢相关的单基因病主要包括腺嘌呤磷酸核糖基转移酶(APRT)缺乏症、次黄嘌呤-鸟嘌呤-磷酸核糖基转移酶(HPRT)缺乏症、遗传性黄嘌呤尿症(HX)以及由PRS1、SLC22A12、SLC2A9和ABCG2等基因突变所致病症。这类疾病可导致嘌呤和尿酸代谢异常，进而形成2，8-二羟基腺嘌呤结石、尿酸结石或黄嘌呤结石等。此类疾病临床罕见，不同类型的与嘌呤代谢相关的单基因肾结石病的基因型和表型有其各自特点，且不被广泛认知。目前药物治疗是此类疾病的主要治疗方法。随着基因诊断和治疗技术的进步，不断有新的致病基因和位点被发现，同时随着CRISPR/Cas9等基因编辑技术的逐步应用，与嘌呤代谢相关的单基因肾结石病在未来有望从根本上得到治愈。

先天性肺疾病病因复杂，大多由单基因突变引起，目前临床治疗方法有限，病死率高。基因编辑技术的发展及广泛应用为呼吸系统单基因病的治疗带来新的希望，尤其是CRISPR/Cas9技术发挥着重要的作用。本文从常见呼吸系统单基因病入手，重点介绍CRISPR/Cas9作为基因编辑工具的特点及优势，以及基因编辑技术在原发性纤毛运动障碍、表面活性蛋白缺乏症、囊性纤维化和α 1-抗胰蛋白酶缺乏症中的应用进展，并浅析先天性肺疾病基因编辑技术应用所面临的机遇及挑战。

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。

自CRISPR/Cas9问世以来，基因编辑技术愈发受到关注，尤其是核酸酶仅由单一蛋白组成的Ⅱ类系统，其功能蛋白包括Ⅱ型Cas9、Ⅴ型Cas12和Ⅵ型Cas13等，可以精准编辑基因组DNA或RNA。失活型CRISPR/Cas9突变体还能够将转录因子、表观遗传因子或碱基修饰酶等效应元件特异性地募集至目标基因位点发挥功能。此外，光遗传学技术能够从时间和空间水平精确地控制生物反应。结合CRISPR和光遗传学技术可实现细胞和动物体内的动态化时空特异性基因编辑，在生物学和医学领域发挥巨大的应用潜力。本文综述了光控CRISPR系统的研究进展，介绍其设计方法和应用策略，讨论其局限性，为这一新兴领域的发展提供参考。

基因编辑技术是对目标基因进行"编辑"，实现对特定DNA片段的定点突变、敲除、加入等。基因组编辑技术的真正发展距今不到五十年的时间，但这一领域已经衍生出了至少3种基因组编辑技术，包括锌指核酸酶(zinc-finger nuclease，ZFN)技术、转录激活因子样效应物核酸酶(transcription activator-like effector nuclease，TALEN)技术和CRISPR/Cas9等技术。这些技术都利用了DNA修复机制，特别是CRISPR(clustered regularly interspaced short palindromic repeat)系统，不仅是基因功能研究的强大工具，其在疾病治疗靶点的发现、病原体的核酸诊断与肿瘤等疾病的临床治疗方面也展现出巨大的潜力。当然，CRISPR/Cas9技术在实际应用中仍然存在许多潜在的问题尚待解决，例如，CRISPR/Cas9技术对基因转录的调控效果缺乏持久性和可遗传性以及存在脱靶效应等问题。为了解决这些问题，科学家以CRISPR系统为基础，开发出一套新的表观遗传基因组编辑工具CRISPRoff。本文详细介绍了CRISPRoff系统的原理，阐述了其在医学和其他领域的应用概况和技术发展。

目的:人外周血淋巴细胞株8E5可分泌无感染性HIV-1病毒颗粒，靶向于8E5细胞株基因组整合的HIV-1前病毒基因POL区，基于CRISPR/Cas9点突变技术构建含有POL区耐药突变位点的单克隆细胞株，可用于制备一种安全稳定的新型HIV-1基因型耐药检测质控品。方法:设计构建小向导RNA(single guide RNA，sgRNA)和Cas9共表达载体以及携带有目标突变位点的供体单链寡核苷酸(donor single-stranded oligonucleotides，Donor ssODN)共转染8E5细胞，通过流式微孔板分选获得转染成功的阳性单克隆细胞株，通过Sanger测序确认定点突变的编辑效果。对定点突变编辑成功的单克隆细胞株培养至第3代、5代和7代的细胞及细胞分泌到上清中的HIV病毒颗粒进行Sanger测序，验证定点突变的编辑效果。结果:成功构建双sgRNA和Cas9共表达载体，与携带有耐药突变位点Q151M的Donor ssODN共转染8E5细胞株的效果良好。对分选获得的共转染阳性单克隆细胞株进行靶位点测序，结果显示成功构建了携带有定点突变Q151M的纯合子单克隆细胞株8E5 Q151M。细胞株8E5 Q151M多次传代后的细胞及细胞分泌的无感染性HIV-1病毒颗粒可被持续检测出Q151M突变位点。 结论:利用CRISPR/Cas9点突变技术成功构建稳定携带有Q151M耐药突变位点的细胞株8E5 Q151M，为制备HIV-1基因型耐药检测质控品提供新的技术平台。

大米镉超标问题严重威胁人体健康.水稻镉吸收转运基因OsNramp5的功能缺失可有效降低镉在稻米中的积累.为了快速创制镉低积累的水稻新种质,本研究利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除三系杂交稻优质抗病恢复系川恢491(R491)中的镉吸收转运基因OsNramp5,获得了多种不同突变方式的编辑植株,并筛选出单靶点突变无转基因成份的两种纯合突变株系(KO1和KO2).在镉污染土壤中种植并测定野生型和敲除植株糙米的镉含量,结果显示,相比于野生型R491,敲除株系KO1和KO2糙米中的镉含量显著下降,均降低约90％左右.农艺性状调查结果发现,相比野生型R491,KO1突变株系的农艺性状没有显著差异,但KO2突变株系的株高、结实率和千粒重显著降低.因此,利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除镉吸收转运基因OsNramp5可快速创制镉低积累的水稻新种质,本研究创制的新种质为加速培育可在镉污染区种植的安全水稻品种提供了新的遗传资源.

TECTB基因编码的β-盖膜蛋白(β-tectorin)在人类听觉功能中具有重要的调控作用,是内耳器官中覆盖膜的重要组成成分,在声音转导为神经信号的过程中发挥着关键作用.β-tectorin突变会导致人类非综合征性耳聋的发生,而目前关于听觉障碍发生的分子机制仍然有待研究.斑马鱼(Danio rerio)是一种常用的试验动物模型,能够对内耳发育和相关疾病的研究提供重要的价值.为了研究tectb基因在斑马鱼内耳发育中的作用,本研究利用CRISPR/Cas9基因编辑技术,成功构建tectb内耳基因缺失型斑马鱼模型,并对tectb基因缺失的斑马鱼表型进行初步分析.首先,在tectb基因的第三号外显子上设计靶位点以及基因型检测引物,经体外扩增得到向导DNA(sgDNA),再对其进行体外转录,得到向导RNA(sgRNA);然后,将sgRNA与Cas9酶通过显微注射的方式注射到野生型斑马鱼胚胎中,经基因型鉴定筛选出携带突变的嵌合体F0代鱼,培养至性成熟后与野生型斑马鱼杂交得到F1代突变体杂合子;在遗传稳定性鉴定及基因序列测序之后,保留突变类型为移码突变的F1代鱼,培养至成年后,经过自交得到F2代tectb突变体纯合子;最后,通过体式显微镜初步观察及毛细胞染色试验,发现突变体斑马鱼内耳组织结构正常,耳石形态和大小没有明显差异,毛细胞的发育也没有明显缺陷,但是体内器官与组织的发育是否发生变化,需要进行深入研究.这项研究为深入了解内耳发育的分子机制和耳聋等人类疾病提供了有价值的研究模型,借助tectb基因敲除斑马鱼模型,我们可以探究该基因在疾病发生中的具体作用,更好地研究内耳发育中的关键途径,有利于进一步深入研究听力的调控机制.