利用CRISPR/Cas9系统在小鼠胚胎干细胞中进行miR-22的功能研究
2018-06-07张雪陈亮亮戴红霞张文胜任文燕
张雪 陈亮亮 戴红霞 张文胜 任文燕
(苏州大学医学部剑桥-苏大基因组资源中心,苏州 215000)
胚胎干细胞(Embryonic stem cell,ESC)是在胚胎发育早期动物囊胚中存在的一群尚未分化的原始细胞[1],具有发育上的全能性,并能在体外无限增殖。胚胎干细胞的干性维持和谱系分化受到多层次、网络化的调控,包括关键转录因子[2]、信号通路[3-4]和表观遗传学修饰[5]等。有报道指出,miRNA这类小分子RNA在胚胎发育、干细胞分化、细胞凋亡及肿瘤发生发展等多种生物学进程中都起着重要的作用[6]。miR-22是由22个核苷酸组成的非编码RNA,其在多种物种中序列高度保守。据报道,miR-22在不同类型的细胞中具有不同的生物学功能,在肿瘤细胞中,miR-22作为肿瘤抑制因子[7-9],抑制细胞增殖、迁移[10];在心肌细胞中,miR-22高表达促进自噬、抑制细胞凋亡,从而保护心肌细胞免受饥饿损伤[11];miR-22通过抑制BMP7促进肝硬化的发展[12];在小鼠胚胎干细胞中,miR-22抑制MECP2表达,从而促进胚胎干细胞向平滑肌方向分化[13]。然而,miR-22对小鼠胚胎干细胞干性维持、自我更新和谱系分化的系统研究相对较少,有待进一步深入探索。
CRISPR/Cas9技术源于嗜热型古细菌为抵御外源DNA、病毒入侵所进化出的免疫系统中的规律成簇的间隔短回文重复序列[14-15],这种短回文重复序列与许多外源病毒或DNA的序列互补。CRISPR/Cas9系统中,sgRNA通过自身NGG前20个碱基与基因组中的靶位点碱基互补配对结合,将Cas9蛋白导向靶位点,发挥其核酸内切酶作用,将DNA双链切断[16]。断裂的双链DNA可以进行两种修复,非同源性末端接合(Non-homologous end joining,NHEJ)和同源介导修复(Homology Directed Repair,HDR)。……
