1型糖尿病(T1D)导致免疫系统破坏了胰腺β细胞,导致慢性高血糖和胰岛素治疗的依赖。当前的治疗方法,包括胰岛素置换,胰岛移植和胰腺移植,并不能完全恢复正常血糖症,并且有自己的并发症和局限性。干细胞衍生的β细胞通过提供潜在的无限胰岛素产生细胞来源提供了有希望的替代方法。然而,安全性受到脱靶细胞生长的风险,包括畸胎瘤形成,非内分泌脱靶细胞分化和致癌突变。本综述研究了移植位点在最小化T1D干细胞衍生的β细胞疗法中脱靶细胞生长的作用。每个移植部位的微环境会以氧气张力,细胞外基质(ECM)组成,血管形成和局部细胞信号传导等因素来影响细胞产物的安全性。评估的部位包括肝脏,皮下空间,肌肉内组织,血管内区域,性腺脂肪垫,omentum,Omentum,骨髓骨髓和胃粘膜粘膜粘膜。在分析的部位中,前直肠鞘下的腹腔内植入给出了最有希望的结果。该部位支持血管化和β细胞的成熟,同时表现出低靶向细胞生长的发生率较低。动物和人类研究都证实了其在防止畸胎瘤形成和靶向细胞分化方面的功效,使其成为临床应用的良好候选者。肌内空间也是一个有前途的部位,因为它支持细胞存活并最大程度地减少肿瘤形成,尽管在该部位发现了某些畸胎瘤形成。相反,肝内移植是一种共同的选择,但由于肝脏的再生和免疫调节特性而带来了重大风险,这可以促进肿瘤的生长和畸胎瘤形成。皮下空间虽然可访问,但提出了与低血管和缺氧相关的挑战,增加了靶向细胞持久性和β细胞功能受损的可能性。本文得出结论,仔细选择移植部位对于提高干细胞衍生的β细胞治疗在T1D中的安全至关重要。肌内和肌内部位提供了最佳的环境,以减少靶向脱靶细胞的生长并确保移植细胞的功能整合。
摘要 CRISPR/Cas9 和 Cas12a (Cpf1) 工具已大规模用于基因组编辑。最近建立了一种具有单个核酸酶结构域、相对较小尺寸、低频率脱靶效应和高温下切割能力的新效应物,并将其命名为 CRISPR/Cas12b (C2c1)。Cas12b 还表现出在哺乳动物系统中的温度诱导性。因此,该系统对于编辑耐高温植物物种(如棉花)的基因组具有潜在价值。利用这种新系统,在一系列温度下通过农杆菌介导的遗传转化成功生成了陆地棉突变体。暴露在 45°C 下 4 天的转化子(被农杆菌感染的外植体)显示出最高的编辑效率。全基因组测序未检测到脱靶突变。T0 代中 AacCas12b 进行的基因组编辑忠实地传递给了 T1 代。综上所述,CRISPR/Cas12b 是一种高效、精确的棉花基因组编辑工具。
摘要 摘要背景:准确预测 CRISPR-Cas9 基因组编辑中的脱靶效应对于确保这一强大工具的安全性和有效性至关重要。本研究利用机器学习技术预测脱靶切割位点并研究影响切割效率的潜在机制。通过整合 Tsai 等人和 Kleinsteiver 等人使用 GUIDE-seq 方法的数据,我们旨在增强对影响 CRISPR-Cas9 活性的因素的理解。结果:我们的研究分析了 Tsai 等人和 Kleinsteiver 等人的数据集,将切割效率标准化以与 Tsai 等人的综合数据集保持一致。我们确定了一系列序列特征,包括 PAM 序列类型、核苷酸组成、GC 含量、染色质结构、CpG 岛和基因表达水平。开发并评估了各种机器学习模型,包括人工神经网络、支持向量机、朴素贝叶斯、k-最近邻、逻辑回归和额外树分类器。额外树分类器(尤其是具有类权重的分类器)表现出强大的性能,实现了高准确度、精确度、召回率和 F1 分数。SHAP 分析提供了对特征重要性的洞察,突出了对模型预测有贡献的重要因素。结论:机器学习在预测 CRISPR-Cas9 脱靶效应中的应用显示出在提高基因组编辑精度方面的巨大潜力。我们的研究结果强调了考虑各种序列和基因组特征以改进预测模型的重要性。从这项研究中获得的见解可以为医学、农业和生物技术领域更安全、更有效的基于 CRISPR 的应用的开发提供参考。未来的工作将侧重于进一步完善这些模型并探索它们在不同基因组环境中的适用性。
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。
核糖核蛋白 (RNP) 复合物介导的碱基编辑与质粒或病毒载体介导的基因编辑相比,由于其脱靶效应减少,预计会带来极大益处,尤其是在治疗应用中。然而,在细菌系统中生产产量充足、纯度高的重组胞嘧啶碱基编辑器 (CBE) 或腺嘌呤碱基编辑器 (ABE) 具有挑战性。在这里,我们从人类细胞表达系统中获得了高度纯化的 CBE/ABE 蛋白,并表明与质粒编码的 CBE/ABE 相比,CBE/ABE RNP 表现出不同的编辑模式(即多个碱基到单个碱基的转化率更低),这主要是因为 RNP 在细胞中的寿命有限。此外,我们发现与质粒编码的 ABE 相比,ABE RNP 在 DNA 和 RNA 中的脱靶效应都大大降低。我们最终将 NG PAM 靶向 ABE RNPs 应用于视网膜变性 12 (rd12) 模型小鼠的体内基因校正。
核糖核蛋白(RNP)复合物介导的碱基编辑预计将非常有益,因为与质粒或病毒载体介导的基因编辑相比,其具有脱靶效应,尤其是在治疗应用中。但是,在细菌系统中产生丰富的产量和高纯度的重组胞嘧啶基础编辑器(CBE)或腺嘌呤碱基编辑器(ABES)的生产具有挑战性。在这里,我们从人类细胞表达系统中获得了高度纯化的CBE/ABE蛋白,并且表明CBE/ABE RNP表现出不同的编辑模式(即,与质粒编码的CBE/ABE相比,CBE/ABE的转化率较小(即,多个碱基与单个碱基的转化率较小),主要是导致细胞中RNP的寿命有限的原因。此外,我们发现与质粒编码的ABE相比,ABE RNP的DNA和RNA的脱靶效应大大降低。我们最终将NG PAM – tarbetable -abe RNP应用于视网膜变性12(RD12)模型小鼠中的体内基因校正。
基于微小 RNA (miRNA) 的疗法对癌症治疗大有希望,但表达多变性、脱靶效应和临床效果有限等挑战已导致许多临床试验退出。本综述通过研究 miR-21、miR-34 和 miR-155 探讨了基于 miRNA 的疗法所面临的挫折,强调了它们的功能复杂性、脱靶效应以及有效提供这些疗法的挑战。此外,它还强调了为克服这些挑战而在递送方法、联合疗法和个性化治疗方法方面取得的最新进展。本综述强调了涉及 miRNA 的复杂分子网络,特别是它们与其他非编码 RNA(例如长链非编码 RNA (lncRNA) 和环状 RNA (circRNA))的相互作用,强调了 miRNA 在癌症生物学和治疗策略中的关键作用。通过解决这些障碍,本综述旨在引导未来的研究利用 miRNA 疗法的潜力有效靶向癌症途径,增强抗肿瘤反应,并最终改善精准癌症治疗的患者预后。
摘要:提出了贩运伴侣PDE6D(或PDEδ)作为K-RAS的替代靶标,导致一系列阻断其前蛋白酶结合口袋的抑制剂的发展。这些抑制剂的溶解度低和可疑的脱靶效应,从而阻止了它们的临床发育。在这里,我们开发了一种高度可溶的纳摩尔PDE6D抑制剂(PDE6DI),Deltaflexin3,其具有最低的脱靶活性,与三种突出的参考化合物相比。deltaflexin3降低了RAS信号传导,并有选择地降低了KRAS突变体和PDE6D依赖性癌细胞的生长。我们进一步表明,pKG2介导的Ser181的磷酸化降低了与PDE6D结合的K-RAS。因此,Deltaflexin3与认可的PKG2激活剂西地那非结合使用,以更有效地抑制PDE6D/K-RAS结合,癌细胞增殖和微肿瘤生长。如前所述,RAS运输,信号传导和癌细胞增殖的抑制作用仍然适中。我们的结果表明将PDE6D重新评估为癌症中的K-Ras替代靶标。■简介
在临床前研究中,利用单个 gRNA 对血管内皮生长因子 A (Vegfa) 进行基于成簇的规律间隔短回文重复序列 (CRISPR) 的基因组破坏可抑制脉络膜新生血管 (CNV),为新生血管性年龄相关性黄斑变性 (AMD) 的长期抗血管生成治疗提供了前景。使用 CRISPR-CRISPR 相关核酸内切酶 (Cas9) 和多个向导 RNA (gRNA) 进行基因组编辑可以通过用基因截断增强插入-缺失 (indel) 突变来增强基因消融效果,但也可能增加脱靶效应的风险。在本研究中,我们比较了腺相关病毒 (AAV) 介导的 CRISPR-Cas9 系统使用单个和配对 gRNA 靶向 Vegfa 基因中在人类、恒河猴和小鼠中保守的两个不同位点的有效性。配对 gRNA 在体外增加了人类细胞中 Vegfa 基因消融率,但在体内并未增强小鼠眼中的 VEGF 抑制。与单个 gRNA 系统相比,使用配对 gRNA 的基因组编辑也显示出相似程度的 CNV 抑制。使用通过测序 (GUIDE-seq) 实现的全基因组无偏双链断裂 (DSB) 识别进行的无偏全基因组分析揭示了由第二个 gRNA 引起的微弱脱靶活性。这些发现表明,使用两个 gRNA 进行体内 CRISPR-Cas9 基因组编辑可能会增加基因消融,但也可能会增加脱靶突变的潜在风险,而针对 Vegfa 基因中的另一个位点作为新生血管性视网膜疾病治疗的功能益处尚不清楚。
新颖的靶向癌症疗法已彻底改变了肿瘤疗法,但是这些治疗方法可能患有心血管并发症,其中包括异质性心脏,代谢和血管后遗症。血管副作用都作为重要考虑因素出现。在这里,我们提供了癌症疗法的血管作用的概述,重点是小分子激酶抑制剂,并特别是Bruton酪氨酸激酶(BTK)的抑制剂,这些抑制剂(BTK)彻底改变了B细胞恶性肿瘤的治疗和预后。BTK抑制剂的心血管副作用包括心房颤动,出血的风险增加和高血压,前者尤其为临床医生提供治疗挑战。小分子激酶抑制剂的心血管并发症可以通过“靶向”(靶向预期的靶激酶)或“脱靶”激酶抑制作用。我们将回顾这些概念并关注BTK抑制剂的情况,突出显示新兴数据表明脱靶效应,这可能会为心律不齐的发展提供洞察力,特别是心房颤动。我们认为,新型靶向癌症疗法的心脏和血管后遗症可以为人类心血管生物学提供见解。