CRISPR/Cas9基因编辑系统应用于非人灵长类细胞及胚胎Rb1基因编辑的研究

作者：怀思远; 褚楚; 曹静; 赵志飞; 吴璇; 冀天楠; 李建雄^*

来源：解放军医学院学报, 2018, 39(08): 707-712.

• 视网膜母细胞瘤
• 聚簇规则间隔短回文重复序列/相关核酸酶9
• 基因敲除
• 打靶效率
• 脱靶效率

目的探索聚簇规则间隔短回文重复序列/CRISPR相关核酸酶9(CRISPR/Cas9)基因编辑系统对于食蟹猴细胞及胚胎基因组视网膜母细胞瘤抑癌基因(Rb1)的编辑效率,旨在进一步建立视网膜母细胞瘤模型。方法查阅RB1突变数据库(http://rb1-lsdb.d-lohmann.de),确定视母细胞瘤发生发展相关Rb1基因外显子区主要有8号外显子;利用DNAman检测人类与食蟹猴基因组中Rb1基因中与是否存在单核苷酸多态性(SNP);通过http://crispr.cos.uni-heidelberg.de/index.html设计并合成sgRNA;采用CRISPR/Cas9基因编辑系统转染食蟹猴成纤维细胞,并提取转染后细胞基因组以检测合成的sgRNA敲除效率;酶切实验检测转染的细胞是否发生突变,并利用单克隆分析测定具体敲除效率。进一步利用显微操作技术注射sgRNA和Cas9 nuclease混合物(RNP)入单细胞胚胎,检测胚胎水平Rb1基因编辑效率。结果 RNP转染后的食蟹猴成纤维细胞提取基因组检测,发现其中有75%的细胞发生基因突变,且基因编辑类型多样,以碱基缺失突变为主;在胚胎水平上获取4-细胞期胚胎,检测单个卵裂球基因组序列发现,存在突变的胚胎占所有胚胎的36.4%,其中纯合突变比例为18.2%,嵌合突变比例同为18.2%。利用软件预测脱靶位点12个,进行序列测定,结果未发现脱靶。结论在非人灵长类细胞及胚胎水平上,CRISPR/Cas9基因编辑系统对于食蟹猴Rb1基因编辑有效,并且敲除效率较高,进一步利用基因编辑方法建立视网膜母细胞瘤模型研究中,可以作为有效的基因编辑手段。本研究得到的食蟹猴胚胎Rb1基因的编辑效率及胚胎囊胚率为建立视网膜母细胞瘤模型提供了参考。

• 出版日期2018
• 单位解放军总医院; 云南中科灵长类生物医学重点实验室