编辑：xmsouhu 来源：xmsouhu
基因敲除细胞是指利用CRISPR技术进行基因编辑，通过设计特定的sgRNA靶向目标基因的剪切位点，使Cas9卵白与sgRNA结合并将目的基因从细胞中“剪切”掉，从而实现基因敲除。基因敲除细胞在生命科学、医学和药物研发等领域都有着广泛的应用前景，如利用基因敲除技术建立疾病模型、进行药物筛选和靶点验证、敲除致病基因实现对疾病的基因治疗等。本文选取三篇基因敲除细胞的相关研究为各人进行解读，带您了解这一前沿技术的最新进展。
一、Kras基因敲除细胞为胰腺癌治疗提供新途径
原文链接：https://doi.org/10.3390/ijms20225706
胰腺癌是一种具有高度侵袭性和致死率的恶性肿瘤，其中90%的病例中存在Kras原癌基因的遗传变异，导致癌细胞不受控制地增殖。尽管对抗胰腺癌的战斗仍在连续，但针对Kras的靶向治疗一直颇具挑战性。近年来，科学家们发现了一种名为CRISPR/Cas9的基因编辑系统，为癌症治疗提供了新的希望。
研究人员利用CRISPR/Cas9系统敲除携带c.35G>A (p.G12D) Kras突变的细胞，以研究和理解Kras突变在胰腺导管腺癌发生和发展中的作用，并通过DNA测序和Western blotting验证了KrasG12D的敲除。结果显示在正常生长条件下，Kras基因敲除细胞与野生型细胞在功能和表达上相似，进一步研究Kras激活的关键信号传导途径发现在人源Kras基因敲除细胞和鼠源Kras基因敲除细胞中PI3K/Akt的超活化体现出差别的表达模式，揭示了胰腺癌细胞在信号传导和生存机制上的复杂性和多样性。Kras基因敲除细胞有助于研究人员理解Kras在胰腺癌中的作用，开发新的治疗方法，更有效地对抗胰腺癌。
图1 人源与鼠源Kras基因敲除细胞具有差别的卵白表达模式
二、NLRP3基因敲除细胞揭示病毒糖卵白在引发免疫反应中的关键作用
原文链接：https://doi.org/10.3390%2Fv13102076
病毒感染及其相关并发症已成为全球重大的健康问题。病毒感染引发多种疾病，症状各异，从无症状到慢性再到急性和致命病程，反映了病毒的多样性和生物学特性。深入研究触发免疫反应的病毒因子对于理解病毒发病机制至关重要。作为先天免疫系统的一部门，炎症小体可被病毒病原体激活。然而，负责激活炎症小体的病毒结构身分在很大水平上仍然未知。
本研究分析了SARS-CoV-1/2、HCMV和HCV等病毒，研究人员利用CRISPR-Cas9技术敲除THP-1巨噬细胞中的NLRP3和GSDMD基因，了解这两个基因在病毒糖卵白诱导的炎症反应中的角色。实验结果显示，病毒糖卵白能够强烈地诱导NLRP3炎症小体的激活和细胞焦亡，而NLRP3和GSDMD的敲除则显著地抑制了这些反应。这些结果不但揭示了病毒糖卵白作为先天免疫触发器的机制，也为疫苗开发和疫苗诱导的先天免疫研究提供了新的视角。NLRP3基因敲除细胞为理解病毒发病机制和开发新型疫苗提供了新的启示和动力。
图2 NLRP3基因敲除抑制炎症小体的激活和细胞焦亡
三、CRISPR-Cpf1介导的BRAF基因敲除细胞研究揭示精准癌症治疗潜力
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.omtn.2017.05.009
BRAF-V600E是多种癌症中陈诉最多的驱动突变之一，所有患有毛细胞白血病的患者、95%的乳头状颅咽瘤患者、约45%的乳头状甲状腺癌患者以及50%以上的黑色素瘤患者存在这种突变。然而，BRAF抑制剂的疗效仅限于一部门患者，药物耐药和癌症复发仍然是临床实践中的主要问题。
研究人员通过CRISPR-Cpf1（即CRISPR/Cas12a）、CRISPR-Cas9和CRISPR-Cas9- EQR系统技术对V600E-突变BRAF基因进行敲除并研究该基因在癌症发生和发展中的作用，然后对两种基因编辑系统在细胞内的体现和应用进行对比。结果显示，Cpf1介导的基因编辑后的细胞死亡以及BRAF和pERK1/2卵白表达的显著下降，Cas9能够识别并切割正常和突变等位基因，而EQR变体则没有观察到明显的基因编辑事件，表明cpf1在精准医疗中具有潜在适用性。BRAF基因敲除细胞为研究BRAF抑制剂的耐药性、癌症复发以及开发新的治疗计谋提供了有价值的信息。通过在这种细胞系中进行基因编辑实验，研究人员可以更好地理解Cpf1在精准医学中的应用前景，特别是在针对特定癌症相关突变进行基因治疗方面。
图3 Cpf1，Cas9和Cas9- EQR系统效果比对
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广州艾迪基因科技有限责任公司建立于2017年，以CRISPR/Cas技术为基础，开展底层技术研发，已向全球多个国家科研院所和医药企业提供CRO服务（CRISPR文库筛选、基因点突变、基因敲除、基因过表达和基因敲入等）；
技术团队通过自主开发获得了性能更佳的Cas12和Cas13基因编辑酶和特有的crRNA设计逻辑，由此建立了FASST检测技术，可为IVD企业提供CRO服务和CRISPR检测原料。
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