详细介绍
技术 | 原理 | 优势 | 局限性 |
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CRISPR/Cas9 | Cas9核酸酶在sgRNA引导下靶向切割DNA双链,依赖NHEJ或HDR修复实现编辑 | 设计简单、效率高、支持多重编辑 | 脱靶效应、大片段插入效率低 |
CRISPR/Cas12a | 识别富含T的PAM序列,产生交错切口;适用于AT-rich区域编辑 | 高特异性、低脱靶率 | 编辑效率受温度影响 |
碱基编辑(BE) | 融合失活Cas9与脱氨酶,实现C→T或A→G转换(无需DNA断裂) | 避免双链断裂、减少indel突变 | 无法实现所有碱基转换 |
表观遗传编辑 | dCas9融合表观修饰酶(如p300乙酰转移酶),调控染色质状态而不改变DNA序列 | 可逆性调控基因表达 | 效果持久性差 |
病毒载体
AAV(腺相关病毒) :低免疫原性、长期表达,但容量有限(<4.7kb)
慢病毒(LV) :可携带大片段(~8kb),整合风险较高
非病毒载体
RNP复合物(Cas9蛋白+sgRNA) :瞬时表达、降低脱靶与免疫反应,适用于原代细胞
电穿孔/纳米颗粒:用于体外细胞编辑,效率依赖细胞类型
T细胞:CRISPR敲除PD-1(Pdcd1)增强抗肿瘤活性,结合CAR-T治疗实体瘤
NK细胞:编辑NCR1基因增强肿瘤杀伤能力,用于血液瘤治疗
造血干细胞(HSC) :校正β-珠蛋白突变治疗镰状细胞贫血,体内编辑效率>30%
原代神经元:AAV递送CRISPRi(dCas9-KRAB)抑制亨廷顿病突变基因表达
胶质细胞:Cas9编辑GFAP启动子驱动治疗基因表达,缓解神经炎症
肝癌:同时靶向PTEN与TP53基因,模拟多基因驱动肿瘤发生
脑瘤:多重编辑(Trp53、Pten、Nf1)构建胶质母细胞瘤模型
疾病类型 | 编辑策略 | 关键发现 |
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杜氏肌营养不良 | AAV-Cas9修复dystrophin基因 | 肌肉纤维功能恢复50%,延长模型鼠寿命 |
遗传性心脏病 | CRISPR校正PRKAG2基因点突变 | 逆转心肌糖原积累,改善心功能 |
脓胸模型 | Inducible Cas9敲除TLR4 | 揭示免疫通路失衡导致脓胸进展 |
靶点验证:TNFR2人源化T细胞(CRISPR-KI),用于抗体药效评价
脱靶效应筛查:全基因组测序(WGS)分析编辑后细胞系,评估药物安全性
体外编辑回输:编辑HSC治疗免疫缺陷病(如SCID),临床Ⅰ/Ⅱ期试验中
体内原位编辑:脂质纳米颗粒(LNP)递送mRNA-Cas9治疗转甲状腺素蛋白淀粉样变性
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