Cell Reports|基因编辑扩展到新型免疫细胞，成功编辑单核白细胞！

自从CRISPR-Cas9基因编辑技术问世以来的十年中，研究人员使用该技术删除或改变了越来越多的细胞类型中的基因。

现在，格拉德斯通研究所和加州大学旧金山分校（UCSF）的研究人员已将人类单核细胞（在免疫系统中起关键作用的白细胞）添加到该列表中。

该团队已经将CRISPR-Cas9改造为用于单核细胞，并展示了该技术在了解人类免疫系统如何对抗病毒和微生物方面的潜在实用性。

他们的结果今天在线发表在《细胞报告》杂志上。

“这些实验为进一步研究主要传染病和人类免疫细胞之间的相互作用奠定了基础，”资深作者亚历克斯·马森博士，医学博士，格拉德斯通-加州大学旧金山分校基因组免疫学研究所所长，加州大学旧金山分校医学副教授说。

Alex Marson (left), Nevan Krogan (right), and their team fine-tuned CRISPR-Cas9 genome editing to work on human immune cells called monocytes.

“这项技术为鉴定对单核细胞功能最重要的人类基因打开了大门，并提出了针对多种病原体的新治疗策略，”共同资深作者Ned Krogan博士补充说。

UCSF定量生物科学研究所。

从一个免疫细胞到另一个

单核细胞是免疫细胞，在保护人体免受病原体侵害方面具有广泛的作用。

作为其正常功能的一部分，单核细胞可以产生其他两种免疫细胞类型：巨噬细胞，吞噬并破坏体内的异物；树突状细胞，帮助识别病原体并触发更特异性的免疫反应。

Marson的团队此前使用CRISPR-Cas9技术研究了T细胞（一种不同类型的免疫细胞），以选择性地从细胞中去除基因并观察其后果。

他们的结果帮助指出了新的免疫疗法的靶标，这些疗法可使T细胞更有效地抵抗疾病。

然而，众所周知，单核细胞很难在实验室中研究。很少有细胞在血液中循环，它们在培养皿中的行为与体内不同。因此，将CRISPR-Cas9应用于单核细胞需要调整标准协议。研究小组必须开发一种方法，不仅可以改变单核细胞内部的基因，而且还可以确保那些经过编辑的细胞仍然可以发挥功能。该研究的第一作者，Marson和Krogan实验室的研究生Joseph Hiatt说：“编辑单核细胞是一项挑战，但是我们认为将T细胞获得的成功复制到其他免疫细胞中非常重要。”

研究感染的方法

该小组表明，用基于CRISPR的方法编辑的单核细胞仍然可以同时产生巨噬细胞和树突状细胞。

为了确认这些新编辑的细胞是否正常运行，研究人员用引起结核病的微生物感染了实验室中生长的细胞。

他们发现，源自编辑过的单核细胞的巨噬细胞仍然能够吞噬病原体。

研究人员接下来表明，使用CRISPR-Cas9去除单核细胞中的SAMHD1基因-以及由此产生的巨噬细胞-促进了HIV感染细胞的50倍以上。

尽管已知SAMHD1可以保护人体细胞免受HIV感染，但该实验证实了其基因编辑方法在单核细胞中的成功及其对疾病研究的希望。

克罗根（Krogan）的实验室近几年来一直在对人类蛋白质进行分类，这些蛋白质被病毒用来感染细胞并繁殖。

他的研究包括HIV，结核病，埃博拉病毒和登革热病毒-已知可靶向巨噬细胞和树突状细胞的病毒。

在这些细胞中编辑基因的新功能将帮助他的团队验证他们的发现，并确定可能有助于将来与这些疾病作斗争的漏洞。

它还可能指向帮助提高单核细胞抵抗感染能力或阻止病毒劫持单核细胞的药物的目标。

该研究的第一作者，前加州大学旧金山分校（UCSF）研究助理德文·卡维罗（Devin Cavero）表示：“现在，我们有信心可以成功编辑单核细胞，我们的方法将使我们能够深入研究这些细胞，并了解它们在传染病中的作用。”

The paper "Efficient Generation of Isogenic Primary Human Myeloid Cells Using CRISPR-Cas9 Ribonucleoproteins" was published by the journal Cell Reports on May 11, 2021: https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(21)00439-3.

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