简介:AbstractDespite multiple virus outbreaks over the past decade, including the devastating coronavirus disease 2019 (COVID-19) pandemic, the lack of accurate and timely diagnosis and treatment technologies has wreaked havoc on global biosecurity. The clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR)/CRISPR-associated proteins (Cas) system has the potential to address these critical needs for tackling infectious diseases to detect viral nucleic acids and inhibit viral replication. This review summarizes how the CRISPR/Cas system is being utilized for the treatment and diagnosis of infectious diseases with the help of biosafety materials and highlights the design principle and in vivo and in vitro efficacy of advanced biosafety materials used to deal with virus attacks.
简介:摘要目的利用CRISPR/Cas9 (clustered, regularly interspaced, short palindromic repeat/CRISPR-associated nuclease 9)技术构建携带增强型绿色荧光蛋白(enhanced green fluorescent protein,EGFP)基因的单纯疱疹病毒2型(herpes simplex virus 2,HSV-2)。方法利用CRISPR/Cas9技术对外源基因EGFP插入HSV-2基因组的策略进行探索,设计如下4种插入策略:(1)经典的同源重组修复模式,即环状双侧同源臂供体介导的基因敲入;(2)线性化单侧同源臂供体介导的基因敲入;(3)同源性非依赖介导的基因敲入;(4)利用稳表达Cas9和sgRNA的细胞株,进行环状双侧同源臂供体介导的基因敲入。结果使用策略2、3和4均成功构建了携带EGFP的HSV-2,其中策略2的基因敲入效率最高,然后依次为策略3、策略4,策略1未观察到重组病毒的产生。蚀斑纯化后的重组病毒在7代内能稳定表达绿色荧光蛋白,并且和亲本株在Vero细胞上具有相似的生长特性。结论线性化单侧同源臂供体介导的基因敲入效率更高,敲除载体的稳转细胞株能够有效地提高同源重组修复机制介导的基因敲入效率。
简介:摘要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。
简介:摘要成簇规律间隔的短回文重复序列及其相关蛋白9 (clustered regularly interspaced short palindromic repeats and CRISPR-associated protein 9, CRISPR/Cas9)基因编辑技术是一种能够通过DNA剪接而治疗多种疾病的基因编辑系统。该技术具有灵活简单、高效的优势,更重要的是能够同时编辑多个基因。近年来已经广泛应用于各个领域,在心血管领域中也取得了极大的进步。文章综述了CRISPR/Cas9基因编辑技术在心血管疾病研究中的应用进展,总结和列举基于CRISPR/Cas9基因编辑技术在心血管疾病预防和治疗中的应用,为心血管疾病治疗开创新方法提供参考。
简介:摘要当前新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情仍在全球大流行,确诊病例和死亡人数仍不断攀升,如何有效控制病毒的传播,降低传染率和死亡率是目前全人类亟待解决的问题。一方面需要快速、可靠、经济的检测方法及时发现新型冠状病毒(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2)感染者,另一方面需要寻找新颖、有效的COVID-19治疗及预防策略。各种基于成簇规律间隔短回文重复序列及其相关蛋白(clustered regularly interspaced short palindromic repeat and associated protein,CRISPR-Cas)系统的新一代基因编辑技术以其快速、便携、经济、高效的特点为COVID-19快速分子诊断提供了解决方案。CRISPR-Cas系统具有可准确识别并降解SARS-CoV-2核酸的特点,为研发针对COVID-19的新型治疗及预防手段提供了一种潜在的技术方案。此文对目前COVID-19诊断及治疗现状进行了分析,对基于CRISPR-Cas系统的COVID-19分子诊断、治疗及预防策略研究及其新进展进行了简述。
简介:摘要目的基于重组酶介导的扩增技术(recombinase aided amplification,RAA)和CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats)-Cas13a(CRISPR-associated protein 13a)检测,建立一种快速、灵敏且特异的重要境外输入性病毒检测方法。方法以流行性乙型脑炎病毒(Japanese encephalitis virus,JEV)、黄热病毒(Yellow fever virus,YEV)、西尼罗病毒(West Nile virus,WNV)、中东呼吸综合征冠状病毒(Middle East respiratory syndrome coronavirus,MERS-CoV)、埃博拉病毒(Ebola virus,EBOV)、登革病毒(Dengue virus,DENV)、裂谷热病毒(Rift Valley fever virus,RVFV)、寨卡病毒(Zika virus,ZIKV)为检测对象,设计特异性RAA扩增引物和CRISPR RNA(crRNA),建立RAA扩增结合CRISPR-Cas13a蛋白检测反应,评价方法的灵敏度和特异性,使用登革热疑似临床样本进行检测,并与荧光RT-PCR技术进行比较,同时检测其余7种病毒临床模拟样本。结果RAA扩增结合CRISPR-Cas13a蛋白检测方法能在39 ℃条件下,40~52 min内检测出8种输入性传染病病原体,灵敏度达到1~10拷贝/μl,并且这8种病原体之间无交叉反应,临床样本均可100%检测出。结论建立的RAA扩增结合CRISPR-Cas13a蛋白检测方法能够灵敏、特异且快速地检测出8种境外输入性传染病病原体。
简介:摘要第二大类成簇规律间隔短回文重复序列与相关蛋白(CRISPR-Cas)包括靶向编辑双链DNA的Cas9、Cas12系统和靶向编辑单链RNA的Cas13系统。与传统的锌指核酸酶和转录激活样因子效应物核酸酶相比,第二大类CRISPR-Cas系统具有操作简单,特异性好,效率高等优点。近年来,第二大类CRISPR-Cas系统在妇科恶性肿瘤领域被广泛应用。因此,本文就其在妇科恶性肿瘤研究模型建立、肿瘤发病及耐药机制、功能基因筛选和靶向治疗等领域的研究进展进行综述。
简介:摘要目的探究敲减角质形成细胞KRT5基因对共培养黑素细胞黑素含量的影响,以解释屈侧网状色素沉着症(DDD)的色素增加性皮损形成的机制。方法通过成簇的规律间隔的短回文重复序列-相关蛋白9(CRISPR-Cas9)技术获得KRT5基因杂合突变的HaCaT细胞,将转染非靶向单向导RNA:Cas9蛋白复合物的HaCaT细胞设为对照组,分别与人原代黑素细胞HEMn体外共培养。免疫荧光观察共培养细胞中细胞角蛋白及黑素小体表达;差异胰酶消化获得不同共培养组中黑素细胞,检测细胞内黑素含量。免疫组化检测1例KRT5突变DDD患者皮损和正常对照皮肤中黑素细胞特异性前黑素小体蛋白17(Pmel17)的表达改变。结果Sanger测序显示,实验组HaCaT细胞KRT5基因第1外显子起始密码子发生杂合突变(c.1delA),对照组HaCaT细胞KRT5基因未发生突变。Western印迹显示,实验组HaCaT细胞KRT5蛋白表达水平(0.60 ± 0.05)显著低于对照组(1.00 ± 0.00,t = 32.38,P = 0.001)。HEMn细胞与实验组HaCaT细胞共培养体系中Pmel17标记的黑素小体较与对照组共培养体系增多,且细胞内黑素含量增加52.5%,差异具有统计学意义(t = -3.48,P = 0.025)。KRT5突变DDD患者皮损组织中Pmel17表达量较正常对照皮肤增加。结论本研究通过CRISPR-Cas9诱导KRT5基因突变的HaCaT细胞,与黑素细胞在体外建立共培养细胞模型,验证了其对共培养黑素细胞的影响,为进一步研究角质形成细胞与黑素细胞相互作用机制以及皮肤色素异常的发病机制提供了初级研究模型。
简介:摘要目的比较CAS和CHA2DS2-VASc评分两种卒中风险评估模型预测非瓣膜性心房颤动(房颤)患者全因死亡、血栓栓塞、大出血事件以及复合终点发生方面的差异。方法本研究为回顾性队列研究。从中国房颤注册研究(CAFR)中,选取年龄>18岁的非瓣膜性房颤患者,随机分为CAS评分组和CHA2DS2-VASc评分组,并根据基线和随访过程中抗凝状态筛选出2组中依从评分规范抗凝的患者纳入本研究。收集并比较两组患者的年龄、性别等基本信息,并定期进行随访,随访内容包括是否接受抗凝治疗以及终点事件。终点事件为全因死亡、血栓栓塞和大出血事件,复合终点事件为全因死亡和血栓栓塞事件。分析CAS评分组和CHA2DS2-VASc评分组相关终点事件发生情况,并采用多因素Cox比例风险模型比较两组相关终点事件发生率的差异。结果共纳入5 206例房颤患者,年龄(63.6±12.2)岁,女性2 092例(40.2%)。其中CAS评分组2 447例(47.0%),CHA2DS2-VASc评分组2 759例(53.0%)。CAS组左心室射血分数<55%、非阵发性房颤、口服华法林比例以及HAS-BLED评分低于CHA2DS2-VASC组,而既往糖尿病病史和抗血小板药物服药史比例高于CHA2DS2-VASC组,其余基线资料差异无统计学意义。随访(82.8±40.8)个月,CAS评分组中有225例(9.2%)发生全因死亡,186例(7.6%)发生血栓栓塞事件,81例(3.3%)发生大出血事件,368例(15.0%)发生复合终点事件。CHA2DS2-VASc评分组有261例(9.5%)发生全因死亡,209例(7.6%)发生血栓栓塞事件,112例(4.1%)发生大出血事件,424例(15.4%)发生复合终点事件。两组患者在全因死亡、血栓栓塞、大出血事件以及复合终点事件发生方面差异均无统计学意义(log-rank P值分别为0.643、0.904、0.126、0.599)。Cox多因素回归分析结果也显示,两组患者在全因死亡、血栓栓塞、大出血事件以及复合终点发生方面差异均无统计学意义,HR值(95%CI)分别为0.95(0.80~1.14)、1.00(0.82~1.22)、0.83(0.62~1.10)、0.96(0.84~1.11),P均>0.05。结论在中国非瓣膜性房颤患者中,CAS评分和CHA2DS2-VASc评分在预测全因死亡、血栓栓塞事件以及大出血事件方面效价相同。