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研究发现外泌体可介导CRISPR/Cas9系统靶向切割乙型肝炎病毒基因组功能的细胞间传递

来源:中华肝脏病杂志 2020-05-19 12:29

 

规律间隔成簇短回文重复序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR)/CRISPR相关(CRISPR associated,Cas)蛋白9 (CRISPR/Cas9)技术是基于细菌内的获得性免疫机制改造而成的,其通过一条单链向导RNA(single guide RNA,gRNA)来识别特定的DNA序列,并引导具有核酸内切酶活性的Cas9蛋白剪切DNA双链。与锌指核酸酶(Zinc finger nuclease,ZFN)和转录激活样效应因子核酸酶(transcription activator-like effector nucleases,TALEN)等基因编辑技术相比,改良后的CRISPR/Cas9系统仅由gRNA和Cas9蛋白两部分组成,具有操作简单、实验周期短、成本低等优势。

为了明确转染了规律间隔成簇短回文重复序列及其相关蛋白9 (CRISPR/Cas9)表达质粒的细胞所分泌的外泌体中是否存在单链向导RNA(gRNA)和Cas9蛋白,并探索CRISPR/Cas9系统能否通过外泌体的细胞间传递,实现对周围细胞靶基因的编辑,北京大学王杰, 陈然, 鲁凤民将CRISPR/Cas9表达质粒转染至HuH7细胞中,收集细胞培养上清液,差速离心法浓缩和纯化外泌体,通过电镜和马尔文激光散射粒度测定仪分别测定外泌体的形态和粒径,并利用逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)和蛋白质印迹法分别检测gRNA和Cas9蛋白水平。(2)将分别转染1.2×乙型肝炎病毒(HBV)表达质粒和HBV特异性CRISPR/Cas9表达质粒的HuH7细胞进行共培养。2 d后提取细胞内HBV DNA,经PCR扩增后测序。

结果发现,转染CRISPR/Cas9表达质粒的HuH7细胞所产生的外泌体中不仅存在全长gRNA和Cas9蛋白,并可在细胞间传递其基因编辑功能,实现对周围细胞HBV基因组的破坏。

作为一种潜在的递送系统,外泌体可通过携带有功能的gRNA和Cas9蛋白在细胞间传递CRISPR/Cas9系统的基因编辑功能。这一现象也提示我们,在利用CRISPR/Cas9系统进行基因治疗的过程中,也需要考虑携带有gRNA和Cas9蛋白的外泌体对周围及远端组织细胞的潜在影响。(生物谷Bioon.com)

 

 


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