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基因敲除细胞系构建难度是什么?

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小队长

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发表于 2025-6-7 10:02:31 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
  基因敲除细胞系构建是现代生物医学研究的核心工具之一,其通过精准删除或失活特定基因,为解析基因功能、疾病机制及药物靶点验证提供了不可替代的模型。然而,这一技术的实现面临多重挑战。

  基因敲除细胞系构建之技术原理与操作难点

  基因敲除主要依赖CRISPR/Cas9系统,通过gRNA引导Cas9蛋白切割目标DNA,利用细胞自身的非同源末端连接(NHEJ)修复机制引入突变,导致基因功能丧失。但在实际操作中,分子设计层面的复杂性首当其冲:若gRNA设计未覆盖所有转录本,或切割位点位于基因非保守区域,可能因翻译重新启动或外显子跳跃导致蛋白残留。

  实验流程中的不确定性同样显著。以递送方式为例,传统质粒转染效率低下,病毒载体虽能提升效率但成本高昂。某企业开发的VIRUS-Free技术,通过单质粒实现Cas9、gRNA及报告基因共表达,结合电转技术,在保持高效的同时大幅降低成本。

  基因敲除细胞系构建之鉴定环节的“隐形陷阱”

  验证环节是确保敲除成功的关键。DNA水平可通过PCR及测序确认突变,但蛋白残留问题常在此阶段暴露。某企业团队发现,翻译重新启动是导致残留蛋白的主要原因——当gRNA切割位点靠近起始密码子时,核糖体可能跳过提前终止密码子,从下游AUG重新启动翻译,产生截短蛋白。

  为解决这一难题,该团队采用双gRNA策略,通过设计跨外显子的切割位点,诱导大片段缺失,彻底破坏所有潜在翻译起始位点。在PD-1耐药模型构建中,针对B2M基因的敲除不仅阻断了MHC I类分子表达,还通过流式分析验证了CD8+T细胞识别功能的完全丧失,避免了传统单gRNA策略可能残留的免疫逃逸风险。

  从技术突破到临床转化

  集萃药康通过构建多样化的PD-1耐药模型体系,揭示了耐药背后的免疫微环境变化。其B2M敲除模型显示,肿瘤细胞抗原递呈能力的丧失直接导致T细胞杀伤功能受阻,而STK11敲除模型则揭示了肿瘤代谢异常与免疫抑制的协同作用。这些发现为开发针对特定耐药机制的新药提供了精准靶点。

  此外,该企业建立的“斑点鼠计划”已储备超2万个现货基因敲除小鼠品系,覆盖代谢、免疫、神经等核心领域。以糖尿病肾病研究为例,通过Nos3基因敲除与经典糖尿病模型的结合,成功复现了人类疾病中高血压与肾病共发的复杂表型,为临床前药物评价提供了关键工具。

  基因敲除细胞系构建的技术突破,正从实验室走向临床转化。通过优化gRNA设计、开发高效递送系统及建立标准化验证流程,行业已实现从技术瓶颈到临床应用的跨越。集萃药康根植于基因敲除细胞系构建多年,各方面技术都已成熟,同时也取得了突破性的成就,这些在集萃药康官网就能看见。

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