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由KatharinaGötze教授领导的研究小组在TechnischeUniversitätmünchen的肿瘤学/血液学系目前正在寻找实习的硕士学生（3月至4月），然后是我们实验室的硕士学位论文（May-Nov）。背景：造血干/祖细胞（HSPC）位于骨髓中，并通过称为造血的过程负责血细胞的产生。在一生中，这些细胞积累了突变，其中大多数是乘客，没有任何功能后果。然而，某些突变会触发克隆扩张，这是一个逐渐发展的过程，随着时间的流逝而发展，导致血液学疾病，例如骨髓增生性综合征（MDS）和急性髓性白血病（AML）。我们专注于称为不确定电势克隆造血症（CHIP）的克隆造血的前阶段。CHIP的特征是在没有血液学疾病迹象的个体中，具有变异等位基因频率大于2％的HSPC中存在体细胞突变，但进展到髓样恶性肿瘤的风险增加。MDS和AML的病理生理受到来自BM微环境的细胞中性（HSPC）和外在信号的影响，该信号提供了支持突变克隆扩展的各种细胞类型的网络。芯片中是否也是这种情况。
科学期刊
典型的遗传性自身免疫性疾病是免疫失调多内分泌病性肠病 X 连锁 (IPEX) 综合征，这是一种严重的儿科疾病，治疗选择有限。IPEX 综合征是由叉头框蛋白 3 (FOXP3) 基因突变引起的，该基因在免疫调节中起着关键作用。作为一种单基因疾病，IPEX 是一种理想的治疗方法，即在体外对自体造血干细胞和祖细胞 (HSPC) 或 T 细胞进行基因编辑并重新注入。在这里，我们描述了一种基于 CRISPR 的基因校正，允许 FOXP3 蛋白的受控表达。我们证明基因编辑保留了 HSPC 分化潜能，并且编辑后的调节性 T 细胞和效应性 T 细胞保持了其体外表型和功能。此外，我们表明该策略适用于具有多种突变的 IPEX 患者细胞。这些结果证明了基因校正的可行性，这将有助于开发其他遗传性自身免疫性疾病的治疗方法。
基因组学和人类遗传学年度评论克隆造血的临床和治疗意义
克隆性造血 (CH) 是一种与年龄相关的过程，在此过程中，造血干细胞和祖细胞 (HSPC) 获得突变，从而获得增殖优势和克隆扩增。最常见的突变基因是表观遗传调节因子、DNA 损伤反应基因和剪接因子，这些基因对于维持功能性 HSPC 至关重要，并且经常参与血液系统恶性肿瘤的发展。已知的 CH 风险因素，包括年龄、之前的细胞毒性治疗和吸烟，会增加患 CH 的风险和/或可能增加 CH 适应性。CH 已成为许多与年龄相关的疾病的新风险因素，例如血液系统恶性肿瘤、心血管疾病、糖尿病和自身免疫性疾病等。未来表征驱动 CH 进化的机制对于开发预防和治疗方法至关重要。
免疫系统和肠道微生物群决定雄激素剥夺疗法对前列腺癌的疗效
摘要 背景 前列腺癌 (PC) 对雄激素剥夺疗法 (ADT) 的反应通常是暂时的，从激素敏感性 PC (HSPC) 发展为去势抵抗性 PC (CRPC)。我们研究了 PC 的小鼠模型以及 PC 患者的标本，以揭示胸腺衍生的 T 淋巴细胞和肠道微生物群对 ADT 疗效的意想不到的贡献。 方法 在患有 PC 的小鼠（免疫功能正常或免疫缺陷）中进行临床前实验。同时，我们前瞻性地纳入了 65 名 HSPC 和 CRPC 患者（Oncobiotic 试验）来分析他们的粪便和血液样本。 结果 在患有 PC 的小鼠中，ADT 增加了胸腺细胞和输出。植入 T 淋巴细胞耗竭或无胸腺小鼠的 PC 对 ADT 的反应不如免疫功能正常的小鼠。此外，口服抗生素会消耗肠道微生物群，从而降低 ADT 的疗效。 PC 降低了肠道中 Akkermansia muciniphila 的相对丰度，而 ADT 可以逆转这种影响。此外，将患有 PC 的小鼠与无肿瘤小鼠同养或口服管饲 Akkermansia 可提高 ADT 的疗效。这似乎适用于 PC 患者，因为长期 ADT 可导致胸腺输出增加，这表现为循环中近期胸腺移出细胞 (sjTREC) 的增加。此外，与 HSPC 对照相比，CRPC 患者的肠道菌群发生了变化，并且与 sjTREC 显着相关。虽然健康志愿者的粪便恢复了 ADT 功效，但 PC 患者的粪便却未能恢复功效。结论这些发现表明逆转肠道菌群失调和修复 PC 患者的获得性免疫缺陷具有潜在的临床效用。
文章使用镰状细胞病和健康供体诱导的多能干细胞对 2D 和 3D 红细胞分化方案进行评估
摘要：背景：镰状细胞病 (SCD) 是一种由 HBB 基因点突变引起的高度流行的遗传性疾病，可导致慢性溶血性贫血和血管闭塞事件。患者来源的诱导性多能干细胞 (iPSC) 有望为开发具有抗镰状细胞活性的药物筛选新预测方法带来希望。在本研究中，我们评估并比较了使用健康对照和 SCD-iPSC 的 2D 和 3D 红细胞分化方案的效率。方法：对 iPSC 进行造血祖细胞 (HSPC) 诱导、红细胞祖细胞诱导和终末红细胞成熟。通过流式细胞术分析、菌落形成单位 (CFU) 测定、形态学分析和基于 qPCR 的 HBB 和 HBG2 基因表达分析来确认分化效率。结果：2D 和 3D 分化方案均诱导了 CD34 + /CD43 + HSPC。3D 方案对 HSPC 诱导表现出良好的效率 (>50%) 和高生产率 (45 倍)，并增加了 BFU-E、CFU-E、CFU-GM 和 CFU-GEMM 集落的频率。我们还产生了 CD71 + /CD235a + 细胞 (>65%)，与 3D 方案开始时相比，细胞扩增了 630 倍。红细胞成熟后，我们观察到 95% 的 CD235a + /DRAQ5- 去核细胞、正染色性红细胞，以及与成人 HBB 相比胎儿 HBG2 表达增加。结论：使用 SCD-iPSC 和比较分析确定了一种用于红细胞分化的稳健 3D 方案；然而，成熟步骤仍然具有挑战性，需要进一步开发。
202111-ash-screening-of-chemically-distinct-lnp-in-vivo。......
我们的目标是利用腺嘌呤碱基编辑器，通过介导 AT 到 GC 碱基的转化，在特定靶位点的人类 CD34+ 造血干细胞和祖细胞 (HSPC) 中产生单核苷酸多态性，从而治疗镰状细胞病。虽然离体基因编辑方法显示出巨大的治疗前景，但由于需要自体造血干细胞 (HSC) 移植来递送离体编辑的细胞，因此获取途径有限。为了进一步增加有资格接受碱基编辑治疗的患者数量，我们正在开发一种替代方法，通过非病毒递送方法将碱基编辑器直接递送到体内的 HSC。脂质纳米颗粒 (LNP) 是一种经过临床验证的非病毒方法，可以递送核酸有效载荷，从而可以避免与离体方法相关的挑战，包括移植编辑的 CD34+ HSPC。
CRISPR/HDR编辑与慢病毒转导的影响对恒河猕猴中HSPC的长期植入和克隆动力学的影响
复制蛋白A（RPA）是单个链DNA（ssDNA）结合蛋白，可协调各种DNA代谢过程，包括DNA复制，修复和重组。RPA是一种异三聚体蛋白，具有六个功能性寡糖/寡核苷酸（OB）结构域和柔性接头。 灵活性使RPA能够采用多种配置，并被认为可以调节其功能。 在此，使用单分子共焦荧光显微镜与光学镊子和粗粒细粒的分子动力学模拟结合使用，我们研究了在张力下ssDNA上单个RPA分子的扩散迁移。 在3 pn张力和100 mM KCl时，扩散系数D是最高（20,000个核苷酸2 /s），当张力或盐浓度增加时，则显着降低。 我们将张力效应归因于段转移，这受到DNA拉伸和盐效应的阻碍，降低了RPA-SSDNA的结合位点大小和相互作用能量的增加。 我们的综合研究使我们能够估计通过通过RPA上多个结合位点在DNA上的遥远位点的短暂桥接发生的细胞分段转移事件的大小和频率。 有趣的是，RPA三聚芯的删除仍然允许大量的ssDNA结合，尽管降低的接触面积使RPA的移动性增加了15倍。 最后，我们表征了RPA拥挤对RPA迁移的影响。 这些发现揭示了如何重塑高亲和力RPA-SSDNA相互作用以产生访问，这是多个DNA代谢过程中的关键步骤。RPA是一种异三聚体蛋白，具有六个功能性寡糖/寡核苷酸（OB）结构域和柔性接头。灵活性使RPA能够采用多种配置，并被认为可以调节其功能。在此，使用单分子共焦荧光显微镜与光学镊子和粗粒细粒的分子动力学模拟结合使用，我们研究了在张力下ssDNA上单个RPA分子的扩散迁移。在3 pn张力和100 mM KCl时，扩散系数D是最高（20,000个核苷酸2 /s），当张力或盐浓度增加时，则显着降低。我们将张力效应归因于段转移，这受到DNA拉伸和盐效应的阻碍，降低了RPA-SSDNA的结合位点大小和相互作用能量的增加。我们的综合研究使我们能够估计通过通过RPA上多个结合位点在DNA上的遥远位点的短暂桥接发生的细胞分段转移事件的大小和频率。有趣的是，RPA三聚芯的删除仍然允许大量的ssDNA结合，尽管降低的接触面积使RPA的移动性增加了15倍。最后，我们表征了RPA拥挤对RPA迁移的影响。这些发现揭示了如何重塑高亲和力RPA-SSDNA相互作用以产生访问，这是多个DNA代谢过程中的关键步骤。
精确的 CRISPR-Cas 介导的基因修复，最大程度减少失活......
尽管 CRISPR-Cas9 是基因治疗发展的关键，但其潜在的脱靶突变仍然是一个主要问题。在这里，我们建立了一种“间隔缺口”基因校正方法，将 Cas9 D10A 切口酶与一对相距 200 到 350 bp 的 PAM-out sgRNA 相结合。结合腺相关病毒 (AAV) 血清型 6 模板递送，我们的方法可在人类造血干细胞和祖细胞（HSPC 包括长期 HSC）和 T 细胞中实现有效的 HDR，同时将 NHEJ 介导的靶突变降至最低。利用间隔缺口，我们开发了一种修复 HBB 、 ELANE 、 IL7R 和 PRF1 基因中发生的致病突变的方法。我们实现了 20% 到 50% 的基因校正效率，同时将 NHEJ 介导的靶突变降至最低。根据深入的脱靶评估，经典 CRISPR-Cas9 诱导的频繁非预期遗传改变在用间隔缺口处理的 HSPC 中显著减少或消失。因此，间隔缺口基因校正方法为基因治疗提供了更高的安全性和适用性。
基石研讨会
* Matthew Porteus，美国斯坦福大学医学院 * Laura Sepp-Lorenzino，美国 Intellia Therapeutics 公司 Romina Marone，瑞士巴塞尔大学，DBM 保留功能的单个氨基酸替代可保护造血干细胞和祖细胞免受体内 CD117 靶向免疫治疗的侵害 Gabriele Casirati，美国波士顿儿童医院 / 丹娜法伯癌症研究所 多重表位工程 HSPC 可实现针对急性髓系白血病的多靶点 CAR-T 细胞免疫治疗 Samuele Ferrari，意大利圣拉斐尔生命健康大学 揭示造血干细胞中碱基编辑和主要编辑的优点和缺点 Ayal Hendel，以色列巴伊兰 通过 CRISPR 基因组编辑在健康供体人类 HSPC 中多重 HDR 以校正 SCID 模拟 Sean McCutcheon，美国杜克大学基于 CRISPR 的表观基因组编辑筛选可识别人类 CD8 T 细胞功能的转录和表观遗传调控因子
使用 CRISPR/Cas9 和 53BP1 抑制技术通过靶向 CYBB cDNA 插入来修复 X-CGD 患者的 HSPC，从而增强同源性定向修复
蛋白质。我们在此报告了通过同源定向修复在患者造血干细胞/祖细胞 (HSPC) 中进行基因校正，使用 CRISPR/Cas9 将腺相关病毒供体的 CYBB 外显子 1-13 或 2-13 cDNA 靶向插入内源性 CYBB 外显子 1 或外显子 2 位点。外显子 1-13 cDNA 的靶向插入不会恢复生理 gp91 phox 水平，这与 CYBB 表达对内含子 1 的要求一致。然而，外显子 2-13 cDNA 的插入完全恢复了吞噬细胞分化时 gp91 phox 和 ROS 的产生。添加土拨鼠肝炎病毒转录后调控元件不会进一步增强外显子 2-13 校正细胞中的 gp91 phox 表达，表明保留内含子 1 足以实现最佳 CYBB 表达。使用 i53 mRNA 暂时抑制非同源末端连接，靶向校正增加了约 1.5 倍。在 NSG 小鼠中植入后，校正后的 HSPC 产生了吞噬细胞，并恢复了 gp91 phox 和 ROS 的产生。我们的研究结果证明了