过去十年,治疗遗传性疾病的创新理念急剧增加,而这些疾病目前尚无治愈方法。基因和蛋白质替代疗法是治疗这些疾病中的一组新方法,例如某些组织脆性病症。此外,干细胞方法的出现,例如诱导性多能干细胞 (iPSC) 技术,已导致开发出用于再生医学的替代组织的新方法。这与基因组编辑技术的发现不谋而合,该技术可以纠正致病突变。这些发现的最终结果表明,影响单个器官或组织的单基因疾病的新型创新疗法即将出现。然而,挑战仍然存在,尤其是对于在发育过程中同时影响多个组织和器官的疾病。这类疾病的例子包括外胚层发育不良,这是一种影响皮肤、角膜和上皮附属物等组织和器官发育的遗传性疾病。基因或蛋白质替代策略不太可能成功解决这些疾病的多器官表型。相反,我们认为更有效的方法是专注于纠正受累最严重的组织中的表型。这可能包括生成替代组织或识别纠正特定组织中疾病途径的药物化合物。
结合 CRISPR-Cas9 技术和单链寡脱氧核苷酸 (ssODN),可以在诱导性多能干细胞 (iPSC) 中的目标基因组位点引入特定的单核苷酸改变;然而,与缺失诱导相比,ssODN 敲入频率较低。尽管已报道了几种 Cas9 转导方法,但是 CRISPR-Cas9 核酸酶在哺乳动物细胞中的生化行为仍有待探索。在这里,我们研究了影响 Cas9 体外裂解活性的内在细胞因素。我们发现细胞内 RNA(而不是 DNA 或蛋白质部分)会抑制 Cas9 与单向导 RNA (sgRNA) 结合并降低酶活性。为了防止这种情况,与 Cas9 过表达方法相比,在递送到细胞之前预复合 Cas9 和 sgRNA 可产生更高的基因组编辑活性。通过优化预复合核糖核蛋白和ssODN的电穿孔参数,我们实现了高达70%的单核苷酸校正效率和高达40%的loxP插入效率。最后,我们可以用C2等位基因替换HLA-C1等位基因,以生成组织相容性白细胞抗原定制编辑的iPSC。
欧洲诱导性多能干细胞库 (EBiSC) 收集了来自欧洲各地与遗传疾病和健康对照相关的 iPSC 系,并将其提供给国际学术和商业用户用于研究。要确保大规模和各种来源的高质量 iPSC 的可用性,需要灵活而强大的质量系统,以最大限度地利用现有资源。在这里,我们概述了适合大规模运营环境的质量控制制度的建立和实施。严格的放行测试可确保分布式 iPSC 系的安全性和完整性,而信息测试则允许发布 iPSC 系的完整特性和评估。质量控制筛选以“适合用途”的质量管理体系为基础,提供完整的可追溯性并支持持续的科学和工艺开发。关键检测和技术的评估和鉴定可确保检测灵敏度和检测限是可接受的。使用快速测试技术代替更“传统”的检测方法,使 EBiSC 能够快速响应用户需求,以节省劳动力和成本高效的方式生成完全合格的 iPSC 系库。
旨在表征和研究调控性数量性状基因座 (QTL) 的研究也揭示了个体之间的表型差异,包括疾病风险和药物反应的差异。调控性 QTL 效应高度依赖于环境,可能仅在特定条件下表现出来。原则上,诱导性多能干细胞 (iPSC) 可以分化成体内的任何细胞类型,当与单细胞 RNA 测序相结合时,iPSC 能够在不同环境中大规模映射调控性 QTL。挑战在于找到一种方法来快速扩展我们可以表征的细胞类型和细胞状态的维度。为了解决这个问题,我们开发了一种引导式 iPSC 分化方案,可以快速生成时间和功能各异的心脏相关细胞类型。在短短 8-10 天内,我们就能持续复制在费力的定向分化时间进程研究中看到的心脏祖细胞,以及成熟心脏类器官中存在的终末细胞类型。利用引导分化,人们可以快速表征空间和时间多样化的心脏细胞类型中的调控变异和基因与环境的相互作用。
摘要 病害是制约经济作物生产的主要因素之一。品种的遗传多样性是控制病害的最佳选择。分子标记辅助育种已培育出数百个产量高但抗性水平不令人满意的品种。随着全基因组测序的出现,基因组编辑正成为改善这些品种不足性状的绝佳选择。植物产生数千种抗菌次生代谢产物,这些产物以聚合物和结合物的形式沉积下来,加固次生细胞壁,将病原体限制在初始感染区域。在病原体入侵后,植物产生的抗性代谢物或由它们产生的结构要么是组成性的 (CR),要么是诱导性的 (IR)。每种抗性代谢物的产生都由生物合成的 R 基因网络控制,而这些基因又受 R 基因层次的调控。商业品种也具有大多数这些 R 基因,如抗性基因,但少数基因可能会发生突变 (SNPs/InDels)。根据宿主-病原体相互作用,可以编辑和堆叠一个或多个代谢途径中的少数突变基因,以增加它们产生的抗性代谢物或结构,从而达到田间条件下所需的多种病原体抗性水平。
摘要 生物改造技术(例如基因编辑、诱导性多能干细胞和生物打印)正在被开发用于从害虫控制到实验室培育肉类等广泛应用领域。在医学领域,监管机构通过引入更灵活的评估方案来应对将改良的“天然”材料评估为治疗“产品”的挑战。监管机构还尝试让全球利益相关者参与这些技术的可接受参数,特别是在基因编辑方面。监管灵活性和利益相关者参与很重要,但也需要更广阔的视角来应对生物改造可能带来的破坏。我们的案例研究技术将“自然”、“产品”和“捐赠”等基本概念问题化,这些概念是监管生物技术的法律类别的基础。当这些基础概念变得不确定时,一个具有社会响应能力和可持续性的解决方案将涉及探索这些概念在不同社会中的演变。我们认为全球观察模型是这种“适应性社会治理”方法的一个良好起点,其中由学者和相关方组成的自组织网络可以开展多模式(元)分析,以理解我们对“生命”理解中固有的思想社会建构。
简介:先天性心脏病是与出生缺陷相关的死亡的主要原因,每 100 个活产婴儿中就有 1 个患有先天性心脏病。诱导性多能干细胞技术使得体外研究患者来源的心肌细胞成为可能。为了研究这种疾病并评估潜在的治疗策略,需要一种将这些细胞生物工程化为生理上准确的心脏组织模型的方法。方法:为了实现这一点,我们开发了一种方案,以 3D 生物打印心脏组织结构,该结构由基于层粘连蛋白-521 的水凝胶生物墨水中的患者来源的心肌细胞组成。结果:心肌细胞保持活力并表现出适当的表型和功能,包括自发收缩。根据位移测量,收缩在 30 天的培养期间保持一致。此外,根据肌节结构和基因表达分析,组织结构表现出逐渐成熟。基因表达分析还显示,与 2D 细胞培养相比,3D 结构的成熟度增强。讨论:患者来源的心肌细胞和 3D 生物打印的结合为研究先天性心脏病和评估个性化治疗策略提供了一个有前景的平台。
通过研究促进和维持干细胞命运主管的网络来控制垂体的再生潜力的因素:Cynthia andoniaDou KCl,TBA TUD 4。Maria Alejandra Ramirez Torres成熟机制的人类多能干细胞衍生的胰岛(SC- iSlets)主管:Anthony Gavalas Tud,Francesca Spagnoli KCl 5。Maria Cristina Garrone使用患者衍生的诱导性干细胞对先天性高胰岛素主管进行建模:Rocio Sancho KCL,Anne Grapin-Botton Tud 6。Olivia Sherwin应力对垂体干细胞主管的影响:Cynthia andoniadou Kcl,Charlotte Steenblock&Steefan Bornstein Tud 7。panagiota siatra在应力适应主管期间研究了HPA轴的茎和祖细胞的可塑性:Charlotte Steenblock&Steefan Bornstein Tud,Cynthia andoniadou Kcl 8。Anna Salkowa细胞命运在人类胰腺B细胞开发主管期间的决定:Francesca Spagnoli KCl,TBA TUD 9。Jenny Gehlen建立合成PEG水凝胶系统,以研究生化和机械的细胞外提示如何影响胰腺器官主管中的细胞命运决策:Rocio Sancho KCl,TBA TUD TUD
通过在人类诱导性多能干细胞衍生的心肌细胞 (iPSC-CM) 中进行精确的基因调节并使用可扩展的全光学电生理学平台进行后续表型分析,可以揭示基因-表型关系。近期 CRISPR 衍生的可逆基因抑制或激活技术 (CRISPRi/a) 可以为人类功能基因组学方面的此类努力提供帮助。我们着手表征 CRISPRi 在后分化 iPSC-CM 中的性能,以关键的心脏离子通道基因 KCNH2、KCNJ2 和 GJA1 为目标,并使用全光学工具提供对心脏复极、静息膜电位稳定性和传导特性影响的多参数量化。更有效的 CRISPRi 效应物(例如 Zim3)和优化的病毒递送可使性能得到改善,与使用 CRISPRi iPSC 系相当。当 CRISPRi 部署在非分裂分化心脏细胞中时,确认轻微但具体的表型变化是朝着更全面的临床前心脏毒性测试和未来体内治疗应用迈出的重要一步。关键词:CRISPRi、iPSC-CM、心脏电生理学、离子通道、KCNH2、KCNJ2、GJA1、全光电生理学、光遗传学、光学映射
管理核条件是必不可少的,因为它们对患者的生活质量有重大影响。慢性荨麻疹(CU),其特征是持续的瘙痒和蜂巢,严重影响了日常活动和睡眠。cu包括慢性诱导性荨麻疹和慢性自发性荨麻疹,后者缺乏可识别的触发因素,这使得治疗特别具有挑战性。cu是在所有年龄段的情况下发生的疾病,年轻人和中年妇女的患病率较高。当前的抗组胺药包括与镇静有关的第一代抗组胺药,以及第二代抗组胺药,例如cetirizine和fexofenadine,这会导致镇静剂较少,但具有不同的功效和安全性。bilastine是一种新型的第二代H1-抗组织胺,由于其有效的抗组胺活性,动作快速发作和最小的镇静作用,因此具有优势。这项叙述性综述彻底综合了双肌在治疗Cu和其他核条件中的功效和安全性的证据。通过分析临床试验,现实世界证据和比较研究,本综述旨在全面了解双拉氨酸在管理核条件中的作用,强调其药代动力学特性,临床功效和安全性与其他抗组胺药相比。