™ ( 合成的crRNA 和tracrRN) 和重组的Cas9 蛋白可以形成特核糖核蛋白复合物(RNP) 。 直接转染sgRNA-Cas9 RNP 可以避免质体DNA 嵌入宿主基因组, 也可进一步增强和扩展CRISPR 基因修饰技术的应用。 早期的报导表明, 与转染Cas9 质体相比, 利用sgRNA-Cas9 RNP 转染的基因组修饰具有更高的特异性(Juris et al. 2015, Kim et al., 2014, Lin et al. 2015, Liang et al. 2015) 。 此外, sgRNA- Cas9 RNP 技术在细胞治疗应用中也具有更好的愿景, 比如近期成功获得基因插入的人类原代T 细胞(Schumann et al. 2015) 。
- 对人类原代细胞进行体外改造,用于细胞治疗应用(例如基因组编辑、CAR-T 细胞的生成) - 瞬时生产潜在的治疗性蛋白质或抗体,用于构建体筛选 - 生成大量瞬时改造的原代细胞,用于基于细胞的检测
基于核酸酶的基因组编辑的治疗应用将受益于通过同源定向修复 (HDR) 进行转基因整合的改进方法。为了提高 HDR 效率,我们筛选了六种 DNA 依赖性蛋白激酶催化亚基 (DNA-PKcs) 的小分子抑制剂,DNA-PKcs 是替代修复途径非同源末端连接 (NHEJ) 中的关键蛋白,可产生基因组插入/缺失 (INDEL)。从这次筛选中,我们确定 AZD7648 是最有效的化合物。使用 AZD7648 可显著增加 HDR(高达 50 倍)并同时降低各种治疗相关的原代人类细胞类型中不同基因组位点的 INDEL。在所有情况下,HDR 与 INDEL 的比率均显著增加,并且在某些情况下,实现了无 INDEL 的高频 (>50%) 靶向整合。这种方法有可能提高基于细胞的疗法的治疗效果并扩大靶向整合作为研究工具的使用范围。
✉ 通信和材料请求请发送至 Brian R. Shy 或 Alexander Marson.,Brian.Shy@ucsf.edu;Alexander.Marson@ucsf.edu。作者贡献 BRS、VSV、JHE 和 AM 设计了这项研究。BRS、VSV 和 AH 进行了 ssCTS 实验。BRS 和 VSV 进行了抑制剂实验。BRS 和 AH 进行了 ORF 替换实验。BRS 和 VSV 进行了符合 GMP 的制造实验。BRS、VSV、J.-YJC、AT、JE、JHE、TGM 和 JW 设计并进行了 BCMA-CAR 实验。DNN 进行了 HSC 实验。YYC 和 FB 进行了混合敲入实验。SV 和 MRM 进行了 γδT 细胞实验。LY 设计并协调了单链 DNA 修复模板的大规模生产和下游纯化过程。HL 监督了 ssDNA 的监管要求和质量控制方法。WGP 和 CEC 进行了 AFM 研究。 TLR、ES、RY 和 DW 执行并分析了扩增子测序、RNA 测序和 ATAC 测序研究。BRS、VSV 和 AM 在所有作者的帮助下撰写了手稿。
。CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可下可用(未经同行评审认证)是作者/资助者,他已授予 bioRxiv 永久展示预印本的许可。它是此预印本的版权持有者此版本于 2025 年 1 月 20 日发布。;https://doi.org/10.1101/2021.05.28.446131 doi:bioRxiv 预印本
图 3. Neon NxT 重悬基因组编辑缓冲液在不同细胞类型和靶标的 CRISPR-Cas9 基因组编辑实验中的表现。靶标位点包括 Jurkat 和 K562 细胞的 ACTN、活化原代 T 细胞的 TRAC、HSC 的 B2M 和原代 NK 细胞的 AAVS1。细胞在 10 µL 或 100 µL 反应中进行电穿孔。(A) GFP 供体 DNA 敲入效率报告为 GFP 阳性细胞的百分比。(B) GFP 供体 DNA 敲入后的细胞活力。(C) 敲除效率报告为与未处理对照相比特定靶标位点的减少百分比。对于原代 NK 细胞,通过基因组切割检测 (GCD) 测定确定的插入/缺失效率 (%) 可作为敲除效率的指标。(D) 敲除细胞的电穿孔后活力。
在过去的 10 年中,世界在类器官领域取得了巨大的进步。人类类器官在研究器官发育、体内平衡和体外模拟疾病方面显示出巨大的潜力。类器官技术已得到广泛且日益广泛的应用,以从原代和重编程的干细胞/祖细胞开始,生成针对特定患者的体外 3D 培养物。这进而促进了创新疾病模型和新型再生疗法的发展。人类原代或成体干细胞/祖细胞衍生的类器官可以从健康和病理原代组织样本中获得,年龄跨度从胎儿到成人。所得 3D 培养物可维持数月甚至数年,同时保留和类似于其原始组织的特性。随着这项技术潜力的不断扩大,新的方法正在出现,以进一步改善类器官在生物学和医学中的应用。本综述讨论了迄今为止使用原代类器官培养系统在体外模拟的主要器官和组织。此外,我们还讨论了原始人类类器官在发育生物学、疾病建模、药物测试和再生医学领域的优势、局限性和未来前景。
图 1 BRD4 靶向药物对 AML 细胞增殖和存活的影响。(A)AML 细胞系和(B)从 AML 患者(FLT3 wt,n = 10;FLT3 ITD,n = 7)获得的原代 MNC 在对照培养基(co)或含有不同浓度 JQ1、dBET1 或 dBET6 的培养基中在 37°C 下孵育 48 小时。此后,测量 3 H-胸苷摄取量。细胞系的结果表示为对照(co)的百分比,代表三个独立实验的平均值 ± SD。原代 MNC 的结果表示为对照(co)的百分比,代表不同患者样本的平均值 ± SD。星号 (*):与对照相比,p < .05。 (C) AML 细胞系和 (D) 原代 AML MNC(FLT3 wt,n = 2;FLT3 ITD,n = 2)在 37°C 下在对照培养基 (co) 或含有不同浓度 JQ1、dBET1 或 dBET6 的培养基中孵育 48 小时。然后,通过流式细胞术检查细胞以确定 Annexin V 阳性细胞的百分比。细胞系的结果以 Annexin V 阳性细胞的百分比表示,代表三个独立实验的平均值 ± SD。原代 MNC 的结果以 CD34 + /CD38 /Annexin V + 细胞(白血病干细胞)的百分比表示。星号 (*):与对照相比,p < .05。AML,急性髓细胞白血病;FLT3 ITD,fms 样酪氨酸激酶 3 内部串联重复;FLT3 wt,fms 样酪氨酸激酶 3 野生型;MNC,单核细胞。