利用CRISPR/Cas9建立PIN1基因敲除的成体神经干细胞系
2021-05-07胡廷栋刘晓蕊杨海元戴一凡
胡廷栋,王 蒙,刘晓蕊,杨海元,戴一凡,王 盈
江苏省异种移植重点实验室,南京医科大学医学遗传学系,江苏 南京 211166
肽基脯氨酰顺/反异构酶NIMA互作蛋白1(peptidyl-prolyl cis/trans isomerases,NIMA-interacting1,PIN1)能特异性识别磷酸化的丝氨酸/苏氨酸-脯氨酸(pSer/Thr-Pro)基序并与其结合,通过催化磷酸化底物的顺反异构来调节酶的活性、蛋白质的稳定性或目的蛋白的亚细胞定位。PIN1的表达受到严格的调控,其表达失调在许多病理状态下发挥着重要的作用,尤其是癌症及多种神经退行性疾病。在大多数癌症中PIN1呈高度表达状态并促进了癌症的发展,在多数神经退行性疾病中,PIN1表达却被下调[1]。据报道,PIN1激活超过50种癌症信号通路,并下调超过20种肿瘤抑制因子及生长抑制因子[2]。在神经元中,PIN1可抑制神经纤维缠结和β-淀粉样蛋白斑块的形成,从而阻止阿尔兹海默症的发生[3]。在神经干细胞的发育后期,PIN1通过抑制β-catenin的降解,调控成体神经干细胞(neural stem cell,NSC)的分化[4]。而在氧化应激或谷氨酸兴奋性毒性中,抑制PIN1的表达可促进神经细胞的存活[5]。这些结果表明PIN1在与氧化应激相关的神经系统疾病中发挥着重要的作用。
NSC具有高度的自我更新能力、多向分化潜能和迁移能力,当神经系统受到损伤,如神经退行性疾病、缺血缺氧损伤时,NSC可以增殖、迁移、分化为新生神经细胞,以代偿结构和功能损伤[6]。因此在NSC的体外培养条件下,对其分子调节机制、中枢神经系统疾病模型及神经组织工程的研究具有重要的价值[7]。CRISPR/Cas9基因编辑技术由于载体构建简单、靶向位点选择灵活等优点,被广泛用于各类细胞的基因编辑,通过CRISPR/Cas9技术对NSC特定基因进行编辑,可在体外揭示相关基因对NSC的影响及其功能,并为基因分析提供重要的依据。……