自然-通訊：利用CRISPR將皮膚細胞轉變為多能干細胞

來源：作者：人氣：-發表時間：2018-07-10 09:56:00【大中小】

近日，來自芬蘭、瑞士、英國的一個研究小組在《自然-通訊》上發表文章，首次通過激活細胞自身的基因，成功將皮膚細胞轉化為多能干細胞。據報道，該研究小組使用了一類CRISPRa基因編輯技術，該技術不切割DNA，可以在不改變基因組的情況下激活基因表達。到目前為止，只有通過向皮膚細胞內人工引入一組名為Yamanaka因子的關鍵基因，才有可能激活細胞重編程，實現皮膚細胞向干細胞轉化。

這篇文章的題目為：Human Pluripotent Reprogramming with CRISPR Activators（用CRISPR激活劑進行人類多能性重編程）。

在文章中，研究人員寫道：基于CRISPR-Cas9的基因激活（CRISPRa）是一種很有吸引力的細胞重編程應用工具，因為它具有高復用容量和直接靶向內源性基因座的能力。在該項研究中，我們利用CRISPRa靶向內源性的OCT4、SOX2、KLF4、MYC和LIN28A的啟動子，將原代皮膚細胞誘導成了多能干細胞（ipsCs）。通過額外地靶向涉及胚胎基因組激活的基因附近的一個保守Alu基序（EEA-motif），重編程效率可以提高一個數量級。這種效應在某種程度上是通過NANOG和REX1的更有效激活來介導的。

這些數據表明，人類體細胞可以僅使用CRISPRa技術被重新編程為ipsCs。此外，這些結果揭示了EEA（EGA富集的Alu基序）基序相關機制在細胞重編程中的作用。

圖.CRISPRa介導的NSCs重編程和EEA基序靶向 a、dCas9VPH結構示意圖.b、采用dCas9VPH介導的OCT4激活將NSC重編程為iPSCs。c、多能性標志物的檢測及胚狀體的三系分化。d、用SpdCas9 gRNAs靶向EGA富集Alu基序。e、定量檢測由NSCs誘導的iPSC樣堿性磷酸酶陽性克隆。

赫爾辛基大學Timo Otonkoski博士表示，CRISPR/Cas9可用于激活基因，這為細胞重編程帶來了一個很有吸引力的可能性，因為可以在同一時間靶向多個目標基因。基于內源性基因激活而不是通過轉基因過表達的重編程在理論上也是控制細胞命運的更具生理性的方式，并可能獲得更多的正常細胞。在這項研究中，我們展示了有可能設計一個CRISPR激活系統，進行強大的ipsCs重編程。

研究人員表示，實現成功的一把重要鑰匙是激活一個關鍵的遺傳元件，該元件被發現在受精后調節人類胚胎發育的最早期步驟。利用這一技術，研究人員獲得了與非常典型的早期胚胎細胞非常相似的多能干細胞。

該研究還發現，通過選址意向靶細胞類型的典型遺傳元件，可能能夠改善許多其他重編程任務。該研究的第一作者Jere Weltner博士表示，這項技術可能在生物樣本庫及許多其他組織技術應用方面得到實際應用。此外，該研究也揭示了控制早期胚胎基因激活相關機制的新見解。

原文出處：

New CRISPR Approach Converts Skin Cells into Pluripotent Stem Cells