简介：摘要目的探讨运用CRISPR/Cas9基因编辑技术高效构建热休克因子1（heat shock factor 1，HSF1）基因敲除的小鼠模型，为小鼠原发骨肉瘤模型建立前期基础。方法根据Hsf1基因结构的第9外显子选择相应的gRNA（guide RNA）并进行筛选，通过PCR扩增出sgRNA（small guide RNA）转录模版，得到4个上游引物。随后将sgRNA进行体外转录并通过TubeScreen平台筛选，筛选切割有效的sgRNA，从筛选结果中选取切割效率最高的sgRNA用于后续实验。运用PCR扩增出转录spCas9mRNA的模板，接着体外转录Cas9mRNA。将体外转录得到的sgRNA与Cas9mRNA一起注射入健康的C57BL/6小鼠受精卵内，剪取出生小鼠尾巴提取组织并进行PCR测序鉴定。选取F0代杂合子母鼠与野生型公鼠交配得到F1代子鼠，结合琼脂凝胶电泳和基因测序检测F1代鼠基因碱基的突变情况。选取F1代杂合子公鼠与F0代母鼠回交得到F2代子鼠，剪取鼠尾组织并测序，最终得到F2代纯合子敲基因小鼠。运用PCR观察sgRNA切割效率与鼠尾组织的测序，通过观察凝胶电泳结果来判断小鼠是否为杂合，同时利用snapgene软件进行基因序列比对判断碱基片段缺失。结果经PCR扩增得到上游引物sgRNA-1primer-F、sgRNA-2primer-F、sgRNA-3primer-F、sgRNA-4primer-F与下游引物sgRNAprimer-R。经过sgRNA的体外转录和筛选，sgRNA-1, sgRNA-2和sgRNA-4切割效率高，被选取用于后续实验。将T7promoter添加到Cas9mRNA的5’端，运用PCR和体外转录试剂盒得到Cas9mRNA。把混合的Cas9-sgRNA溶液注入到小鼠受精卵中并进行培养。把培养至二细胞的受精卵注射到假孕母鼠的壶腹部，并成功获得F0代小鼠。通过琼脂凝胶电泳结果判断共得到F0代杂合子小鼠8只。将F0代3号杂合子母鼠与健康的野生型公鼠繁育后，结合PCR与测序比对，共得到F1代杂合子基因敲除小鼠3只。将三只F1代杂合子公鼠与F0代3号母鼠回交，得到F2代小鼠。通过对F2代小鼠电泳和测序比对的结果观察，证实7只小鼠缺失Hsf1碱基序列，电泳结果为突变型条带且不存在野生型条带，鉴定为纯合子；得到的F2代纯合子小鼠能够稳定繁育，结果证明本实验成功建立Hsf1基因敲除小鼠模型。结论成功运用CRISPR/Cas9技术构建Hsf1基因敲除小鼠模型，稳定性强，可重复性高，为进一步研究Hsf1基因表达产物及原发骨肉瘤小鼠模型的建立奠定了基础。

简介：AbstractObjective:The asparagine-linked glycosylation 13 homolog (Alg13) has been identified as causative for congenital disorders of glycosylation type I with epilepsy. The aim of this study was to determine whether mice carrying a mutated version of Alg13 could be used as a model for epileptic encephalopathies or congenital disorders of glycosylation type I.Methods:A model of epileptic encephalopathy was established in C57BL/6 mice by introducing mutations in Alg13 via the clustered regularly interspaced palindromic repeats (CRISPR)/CRISPR-associated protein 9 (CRISPR/Cas9) system. All surgical procedures were approved by the Institutional Animal Care and Use Committee of Shanghai Jiao Tong University (A2016084) on October 8, 2016.Results:Mice with 3 different mutations, Alg13-54nt, Alg13-5nt and Alg13-4nt, all of which are located in Alg13 transcript variant 1, were created. The Alg13-5nt mice exhibited spontaneous seizures similar to patients with Alg13 mutations, suggesting that they could be used as a model for epilepsy. Western blot analysis demonstrated that Alg13-5nt mice had lower levels of Alg13 expression than wild-type mice. Video observations showed that two of the 17 Alg13-5nt mice had stage 5 seizures involving jumping and falling, while 12 had stage 3 seizures with head nodding.Conclusion:The Alg13 mouse model provides an outstanding tool for studying epileptic encephalopathies and investigating different aspects of defects in glycosylation or other post-translational modification that cannot be assessed in patients or cell culture systems.

简介：摘要：CRISPR/Cas9技术在非人灵长类动物的应用为研究人类疾病提供了一个全新的平台。通过精确编辑猴子基因，我们可以模拟人类特有的病理过程，并更好地理解疾病的发生机制。基因编辑猴子技术还为药物筛选、创新治疗方法的研发等方面提供了有力的支持。然而，基因编辑猴子技术也面临伦理和安全问题，需要严格把握科学研究的道德底线。在科学家和决策者的共同努力下，相信基因编辑猴子技术将为促进人类健康和科学进步做出更多贡献。

简介：摘要成簇规律间隔短回文重复序列（CRISPR）/CRISPR相关蛋白（Cas）系统，作为原核生物的适应性免疫防御系统，近年来已经被开发成为一种高效的分子诊断工具，其特异、灵敏、快速、便捷等优势使得其在分子诊断领域，尤其是在感染性疾病的诊断上有着极佳的发展前景。本文旨在对CRISPR/Cas系统在感染性疾病诊断的应用现状、优势和局限以及未来的研究方向做一介绍和探讨。

简介：无

简介：摘要鉴于目前核酸分子检测技术逐步从临床实验室向现场检测转移的发展趋势，急需建立一种高灵敏、高特异、高效和便捷的新型核酸诊断工具来满足临床即时检测（POCT）的需要。基于规律间隔成簇短回文重复序列（CRISPR）/CRISPR相关蛋白（Cas）的检测方法是一种有前景的新型核酸检测方法。该方法中Cas效应蛋白能够识别高度特异的核酸序列，通过联合高灵敏小型生物传感器运用于POCT，在满足高灵敏性和高特异性的同时具备了检测的高效、便捷的特点。本文综述了近几年基于CRISPR/Cas技术集成小型现场分析传感器相关领域的进展，并讨论了POCT相关检测的研究前景及挑战。

简介：CRISPR/CAS，即有规律的重复的间隔短回文重复/有关蛋白核酸酶，是最近几年研究发现的一种新型基因编辑技术，通过脱氧核糖核酸的剪切，可以治疗人体罹患的多种病症，这种新兴技术的操作较为便捷，突变效率较高，且成本较低，现已普遍运用于各类生物医学等相关领域，获得了革命性的改变。本文针对新型的基因编辑技术应用于生物医学相关领域的研究进行探讨，对有规律的重复的间隔短回文重复/有关蛋白核酸酶系统的作用原理和技术流程以及相关研究进程和应用前景进行介绍，希望可以为有关领域的科研员提供借鉴和相关参考。

简介：摘要从原核生物的适应性免疫机制衍生出的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，以其特异性高、可开发性强、简单高效等特点迅速从众多具有竞争力的基因编辑技术中脱颖而出，既为体内基因编辑技术带来革命性突破，也在体外诊断领域开拓了新的方向。近年来涌现出许多快速、便携、经济、高效的基于CRISPR-Cas系统的体外诊断技术，这些技术在病原体检测方面展示出良好的性能，在肿瘤基因诊断、遗传病筛查、移植排斥反应检测等方面也具有很大潜力。此文仅就CRISPR-Cas系统的作用原理、基于CRISPR-Cas系统的检测方法以及在病原体核酸检测领域的应用进展进行简述。

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：摘要新型冠状病毒(2019 novel coronavirus, 2019-nCoV)引发的新型冠状病毒肺炎(Coronavirus Disease 2019, COVID-19)疫情已造成全球严重的公共卫生问题。2019-nCoV变异株不仅毒力发生变化，传播力增强，这些特性的改变已引发持续关注。快速、准确、有效的检测方法对于COVID-19疫情防控至关重要。基于成簇规律间隔的短回文重复序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeats, CRISPR)及相关蛋白(CRISPR-associated, Cas)的核酸检测方法具有特异性强、灵敏度高、快速、便携、价廉的特点，在2019-nCoV分子检测中显示出较好的应用前景。本文对CRISPR/Cas系统在2019-nCoV检测中的应用进行了综述，以期为疫情防控提供参考。

简介：摘要目的构建线粒体抗病毒信号(mitochondrial antiviral signaling, MAVS)和核因子κB1(nuclear factor kappa B1, NFκB1)基因敲除的犬肾细胞系(Madin-Daby canine kidney cells, MDCK)，对细胞系的生长特性、流感病毒(influenza virus, Flu)的增殖特性进行初步鉴定。方法采用CRISPR/Cas9技术，将MDCK细胞的MAVS和NFκB1基因敲除，获得稳定的敲除细胞系。接种Flu并检测培养上清中病毒的血凝(hemagglutinination, HA)滴度和TCID50滴度，与野生MDCK细胞进行比较。结果获得2株稳定敲除的MDCK细胞系MDCK-MAVS－和MDCK-NFκB1－，与野生MDCK细胞同样为贴壁的上皮样细胞。接种Flu后，2株敲除细胞系测定的病毒HA滴度与野生细胞相比无明显差异，TCID50分别比野生MDCK细胞系提高了9.5倍和10倍，其差异有统计学意义(P＝0.0316)。结论本研究构建的2株基因敲除细胞系MDCK-MAVS－和MDCK-NFκB1－能够提高Flu的感染力，为Flu的分离培养提供了新的候选细胞系。

简介：摘要目的通过突变整合于宿主细胞中的人乳头瘤病毒(human papillomavirus, HPV)16型的E6、E7致癌基因，探索预防和治疗宫颈癌的新方法。方法以SiHa细胞系为研究对象，设计靶向其内整合的HPV16 E6和E7基因的小引导RNA(small guide RNA，sgRNA)，将其克隆入CRISPR/Cas9质粒，并应用其将E6、E7基因敲除，随后应用错位酶切法和克隆测序检测突变效果，并用细胞迁移与侵袭实验检测细胞的侵袭力。结果设计的sgRNA被克隆入CRISPR/Cas9质粒，经测序克隆正确。该质粒转染SiHa细胞后，可以引发靶点DNA的突变，致使E6和E7基因密码子改变，无法正确表达。E6、E7突变后SiHa细胞侵袭及增殖能力下降(t检验，pCas9组与psgE6-1-1-Cas9组相比，P＝0.0006; pCas9组与psgE7-1-2-Cas9组相比，P＝0.0007)，促进肿瘤抑制因子P53的表达恢复，细胞的恶性度降低。

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：摘要目的构建表达视觉系统同源框2(VSX2)增强绿色荧光蛋白(eGFP)报告基因的人诱导多能干细胞系(hiPSCs)。方法根据成簇规律间隔短回文重复序列及其相关蛋白9(CRISPR/Cas9)技术原理，设计VSX2的小向导RNA(sgRNA)，构建敲除质粒及包含左右同源臂的P2A-eGFP供体质粒；2个质粒经测序鉴定后电转野生BC1-hiPSCs细胞系，采用嘌呤霉素筛选获得单克隆，扩增培养并鉴定。采用PCR和Sanger测序鉴定基因型；采用核型分析法分析报告细胞系核型；采用STR法排除细胞交叉污染；采用免疫荧光法及逆转录PCR法检测报告细胞系的多能干细胞分子标志物的表达；通过体外三胚层形成实验鉴定报告细胞系向三胚层分化的能力；应用3D视网膜类器官诱导技术获得视网膜类器官，并采用免疫荧光染色法评价VSX2蛋白与eGFP的共定位情况。结果电转后通过PCR鉴定和Sanger测序成功筛选到1株含有VSX2-eGFP报告基因的hiPSC系。核型分析结果显示该报告细胞系核型正常。STR鉴定结果表明，BC1-VSX2eGFP-iPSCs无细胞系交叉污染。逆转录PCR检测和免疫荧光染色表明，BC1-VSX2eGFP-iPSCs中iPSCs标志物基因和蛋白表达阳性，包括NANOG、OCT4、SOX2、DNMT3B和GDF3 mRNA以及NANOG、OCT4、SSEA4和TRA-1-60蛋白。免疫荧光染色表明，由BC1-VSX2eGFP-iPSCs分化的三胚层组织中内胚层标志物甲胎蛋白(AFP)、中胚层标志物α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)和外胚层标志物神经细胞特异性微管蛋白(TUJ1)表达均为阳性；eGFP与VSX2共表达于视网膜类器官的神经视网膜。结论成功构建1株表达VSX2-eGFP报告基因的hiPSCs，该细胞系可实时指示VSX2蛋白的时空表达变化，为视网膜发育、疾病机制研究及治疗方法评价提供有力工具。

简介：摘要人诱导多潜能干细胞（hiPSC）可定向分化为眼特定细胞组织，在视网膜细胞移植、角膜移植、晶状体再生等领域有应用前景；成簇规律间隔短回文重复序列/相关蛋白核酸酶（CRISPR/Cas9）基因编辑技术可以高效向hiPSC引入眼遗传病特异突变，将携带眼遗传病基因的hiPSC分化为特定的细胞类型，在体外建立眼遗传病模型或建立体外筛选平台寻找治疗性药物，还可纠正基因组中的遗传突变用于细胞治疗。两者的结合正在为眼再生医学及眼遗传病的基因治疗带来革命性的突破。本文对hiPSC的应用及其与基因编辑技术结合在眼相关遗传病的研究展开综述。（中华眼科杂志，2021，57：712-716）

简介：摘要目的构建跨膜蛋白超家族6成员2（Tm6sf2） E167K基因敲入小鼠模型。方法构建同时表达针对小鼠Tm6sf2基因特定位点的单链向导RNA Cas9的质粒和携带Tm6sf2 E167K片段的Donor质粒，将上述2质粒一起注射入小鼠受精卵，通过PCR检测和测序验证得到F0代阳性小鼠。统计F2代中野生（Wt）、杂合和敲入（KI）3种基因型小鼠的存活数量。选取F2代同窝Wt和KI雄性小鼠（8只/组）给予普通饮食8周，每周记录小鼠的体质量，检测两种小鼠葡萄糖代谢和脂质代谢等指标。组间比较采用独立样本t检验。结果基因型检测和测序结果表明Tm6sf2 E167K基因敲入小鼠模型建立成功。KI小鼠不存在胚胎纯合致死的表型。哺乳期内KI小鼠较Wt小鼠的体质量升高，两组差异有统计学意义（P < 0.05）。KI小鼠的空腹血糖（9.50±0.33）mmol/L较Wt小鼠的空腹血糖（7.80±0.30）mmol/L升高，两组差异有统计学意义（P < 0.05）；KI小鼠的口服葡萄糖耐量试验2 h血糖（9.20±0.51）mmol/L较Wt小鼠的口服葡萄糖耐量试验2 h血糖（7.60±0.18）mmol/L升高，两组差异有统计学意义（P < 0.05）。KI小鼠的肝脏甘油三酯含量（8.40±0.55）mg/g较Wt小鼠的肝脏甘油三酯含量（7.30±0.63）mg/g升高，但差异无统计学意义（P < 0.05）；两种小鼠的血浆甘油三酯水平差异无统计学意义（P > 0.05）；肝脏油红O染色结果显示KI小鼠较Wt小鼠的肝小叶中央区有更多的脂质累积。结论Tm6sf2 E167K基因敲入小鼠构建成功。Tm6sf2 E167K基因敲入可引起小鼠葡萄糖代谢的异常，促进肝脏脂肪变性的发生。

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：摘要规律间隔成簇短回文重复序列（CRISPR）/CRISPR相关蛋白（Cas）系统存在于大多数细菌与所有的古生菌中，用于抵御外源性遗传物质的入侵，是自我防御的重要手段。CRISPR/Cas技术作为一种简便、快速、灵敏、特异的检测工具，被广泛应用于农业、工业、牧业以及医学等领域。本文主要对CRISPR/Cas系统与荧光、可视化及表面增强拉曼光谱等检测技术相结合的生物传感器的应用现状、优势和局限性以及未来的发展方向进行阐述。

简介：摘要目的观察microRNA-21（miR-21）敲除对耐伊马替尼的人慢性髓性白血病细胞株K562/G01细胞在增殖、药物敏感性等方面的影响，初步探讨miR-21影响K562/G01细胞伊马替尼敏感性的可能机制。方法运用CRISPR/Cas9技术敲除K562/G01细胞的miR-21，经PCR筛选、Sanger测序鉴定和实时定量PCR检测获得miR-21敲除的单细胞克隆。扩增培养后，采用MTT法、细胞克隆形成实验检测miR-21敲除对K562/G01细胞增殖的影响。使用伊马替尼处理细胞后，用MTT法和Annexin Ⅴ-APC/7-AAD双染流式细胞检测法观察敲除miR-21后K562/G01细胞对伊马替尼的敏感性的变化。Western blot法检测miR-21敲除前后K562/G01细胞PTEN、AKT、p-AKT、PI3K、p-PI3K、P210BCR-ABL、p-P210BCR-ABL蛋白表达量的变化。结果成功构建了3个miR-21敲除的K562/G01单细胞克隆，CRISPR/Cas9介导的突变效率为7.12%~8.11%。miR-21敲除使K562/G01细胞的增殖受抑，野生型和1#、2#、6#单细胞克隆的克隆形成率依次为（57.67±8.25）%、（26.94±5.36）%、（7.17±2.11）%、（31.50±3.65）%，差异有统计学意义（P<0.05）。miR-21敲除使K562/G01细胞对伊马替尼的敏感性增加，野生型和1#、2#、6#单细胞克隆对伊马替尼的IC50值分别为（21.92±1.36）µmol/ml、（3.98±0.39）µmol/ml、（5.38±1.01）µmol/ml、（9.24±1.36）µmol/ml，差异有统计学意义（P<0.05）。miR-21敲除后，其靶基因PTEN的蛋白表达水平未见明显变化，但PI3K、AKT信号分子的活化受到抑制，并且P210BCR-ABL、p-P210BCR-ABL蛋白表达也下调。结论miR-21敲除抑制K562/G01细胞增殖，提高其对伊马替尼的敏感性，这可能是通过抑制PI3K/AKT信号通路和BCR-ABL表达实现的。

简介：摘要目的观察microRNA-21（miR-21）敲除对耐伊马替尼的人慢性髓性白血病细胞株K562/G01细胞在增殖、药物敏感性等方面的影响，初步探讨miR-21影响K562/G01细胞伊马替尼敏感性的可能机制。方法运用CRISPR/Cas9技术敲除K562/G01细胞的miR-21，经PCR筛选、Sanger测序鉴定和实时定量PCR检测获得miR-21敲除的单细胞克隆。扩增培养后，采用MTT法、细胞克隆形成实验检测miR-21敲除对K562/G01细胞增殖的影响。使用伊马替尼处理细胞后，用MTT法和Annexin Ⅴ-APC/7-AAD双染流式细胞检测法观察敲除miR-21后K562/G01细胞对伊马替尼的敏感性的变化。Western blot法检测miR-21敲除前后K562/G01细胞PTEN、AKT、p-AKT、PI3K、p-PI3K、P210BCR-ABL、p-P210BCR-ABL蛋白表达量的变化。结果成功构建了3个miR-21敲除的K562/G01单细胞克隆，CRISPR/Cas9介导的突变效率为7.12%~8.11%。miR-21敲除使K562/G01细胞的增殖受抑，野生型和1#、2#、6#单细胞克隆的克隆形成率依次为（57.67±8.25）%、（26.94±5.36）%、（7.17±2.11）%、（31.50±3.65）%，差异有统计学意义（P<0.05）。miR-21敲除使K562/G01细胞对伊马替尼的敏感性增加，野生型和1#、2#、6#单细胞克隆对伊马替尼的IC50值分别为（21.92±1.36）µmol/ml、（3.98±0.39）µmol/ml、（5.38±1.01）µmol/ml、（9.24±1.36）µmol/ml，差异有统计学意义（P<0.05）。miR-21敲除后，其靶基因PTEN的蛋白表达水平未见明显变化，但PI3K、AKT信号分子的活化受到抑制，并且P210BCR-ABL、p-P210BCR-ABL蛋白表达也下调。结论miR-21敲除抑制K562/G01细胞增殖，提高其对伊马替尼的敏感性，这可能是通过抑制PI3K/AKT信号通路和BCR-ABL表达实现的。