詳細介紹
技術 | 原理 | 優勢 | 局限性 |
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CRISPR/Cas9 | Cas9核酸酶在sgRNA引導下靶向切割DNA雙鏈,依賴NHEJ或HDR修復實現編輯 | 設計簡單、效率高、支持多重編輯 | 脫靶效應、大片段插入效率低 |
CRISPR/Cas12a | 識別富含T的PAM序列,產生交錯切口;適用于AT-rich區域編輯 | 高特異性、低脫靶率 | 編輯效率受溫度影響 |
堿基編輯(BE) | 融合失活Cas9與脫氨酶,實現C→T或A→G轉換(無需DNA斷裂) | 避免雙鏈斷裂、減少indel突變 | 無法實現所有堿基轉換 |
表觀遺傳編輯 | dCas9融合表觀修飾酶(如p300乙酰轉移酶),調控染色質狀態而不改變DNA序列 | 可逆性調控基因表達 | 效果持久性差 |
病毒載體
AAV(腺相關病毒) :低免疫原性、長期表達,但容量有限(<4.7kb)
慢病毒(LV) :可攜帶大片段(~8kb),整合風險較高
非病毒載體
RNP復合物(Cas9蛋白+sgRNA) :瞬時表達、降低脫靶與免疫反應,適用于原代細胞
電穿孔/納米顆粒:用于體外細胞編輯,效率依賴細胞類型
T細胞:CRISPR敲除PD-1(Pdcd1)增強抗腫瘤活性,結合CAR-T治療實體瘤
NK細胞:編輯NCR1基因增強腫瘤殺傷能力,用于血液瘤治療
造血干細胞(HSC) :校正β-珠蛋白突變治療鐮狀細胞貧血,體內編輯效率>30%
原代神經元:AAV遞送CRISPRi(dCas9-KRAB)抑制亨廷頓病突變基因表達
膠質細胞:Cas9編輯GFAP啟動子驅動治療基因表達,緩解神經炎癥
肝癌:同時靶向PTEN與TP53基因,模擬多基因驅動腫瘤發生
腦瘤:多重編輯(Trp53、Pten、Nf1)構建膠質母細胞瘤模型
疾病類型 | 編輯策略 | 關鍵發現 |
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杜氏肌營養不良 | AAV-Cas9修復dystrophin基因 | 肌肉纖維功能恢復50%,延長模型鼠壽命 |
遺傳性心臟病 | CRISPR校正PRKAG2基因點突變 | 逆轉心肌糖原積累,改善心功能 |
膿胸模型 | Inducible Cas9敲除TLR4 | 揭示免疫通路失衡導致膿胸進展 |
靶點驗證:TNFR2人源化T細胞(CRISPR-KI),用于抗體藥效評價
脫靶效應篩查:全基因組測序(WGS)分析編輯后細胞系,評估藥物安全性
體外編輯回輸:編輯HSC治療免疫缺陷病(如SCID),臨床Ⅰ/Ⅱ期試驗中
體內原位編輯:脂質納米顆粒(LNP)遞送mRNA-Cas9治療轉甲狀腺素蛋白淀粉樣變性
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