CRISPR-Cas9技术彻底改变了基础生物研究和应用生物技术的许多领域。但在临床基因治疗实施中脱靶效应的检测仍然存在难题。德国汉堡大学-艾本多夫医学中心(UKE)干细胞移植、细胞和基因治疗研究所的学者们近日在知名杂志《MolecularTherapy》上发表“LATE–anovelsensitivecell-basedassayforthestudyofCRISPR/Cas9-relatedlong-termadversetreatmenteffects”的文章,建立了称为LATE(长期不良治疗效果鉴定检测)的新型检测方法,该方法使用Stillanaica?微滴芯片数字PCR系统检测低频的脱靶事件,且有助于分析Cas9脱靶切割效应的影响,并可在单细胞层面进行评估。
为了证明LATE方法有助于检测Cas9脱靶切割后的功能影响,研究人员进行了小规模的原理验证实验:明星基因TP53基因敲除后会导致细胞表现出相对生长优势,这是主要的致瘤性标志之一,因此可以作为验证“LATE”检测脱靶能力的指示。本文选取TP53进行CRISPR靶向实验,并转染到有限稀释后的原代人类新生儿包皮成纤维NUFF细胞中,通过“LATE”方法重复检测到低频(0.5%)生长促进事件,这一结果证明了即使在低起始细胞数的情况下,LATE检测也具有高灵敏度,并且可以对单个细胞进行评估。
图1.LATE检测原理
LATE检测的原理包括(1)用编码荧光蛋白、设计的核酸酶(Cas9)和gRNA的慢病毒载体转导原代人类新生儿包皮成纤维细胞(NUFF),(2)使用流式细胞术分析转导率并连续监控长达10周,(3)读取结果,随着转导细胞数量的增加,作为基因组编辑效应的细胞获得生长优势
在这一过程中,“LATE”读取到的阳性结果(获得生长优势的细胞)会不会由TP53以外的基因被“脱靶敲除”引起,或者是序列存在其他的突变,例如插入诱变从而导致细胞获得生长优势呢?为了研究“LATE”检测的阳性结果与TP53插入缺失之间的联系,研究人员设计了GEF-dPCR(gene-editingfrequencydigitalPCR)实验,即Drop-Off分析方法,该方法可以量化gRNA结合位点以及脱靶位点的插入缺失频率。
若想了解更多关于Drop-Off的检测方法,请复制下方链接: