CRISPR系统转化医学研究进展

CRISPR系统作为在现今科学研究中对基因编辑运用广泛的一项技术,在后基因组学时代对于基因功能研究、疾病发生发展机制以及基因靶向药物等研究具有重要意义。目前人们运用CRISPR/Cas9编辑技术成功构建细胞和模式生物模型用于临床医学研究。CRISPR/Cas9作为一类强大的基因编辑技术不单只运用于基因功能缺失或外源基因敲入等研究中,CRISPR基因敲除文库筛选系统、CRISPR/dCas9基因激活系统、CRISPR干扰技术和CRISPR分子诊断技术等CRISPR转化医学研究将CRISPR应用于基因高通量筛选、基因沉默导致疾病发生、跨表观遗传修饰激活基因表达、可逆性干扰靶标基因表达以及运用CRISPR分子诊断检测病原微生物感染性疾病等临床研究中,推动生命科学和临床医学等多学科的发展。针对CRISPR系统在转化医学中的研究应用进行阐述。

异柠檬酸脱氢酶基因突变治疗的研究进展

异柠檬酸脱氢酶(isocitrate dehydrogenase,IDH)作为三羧酸循环的关键酶,在细胞能量代谢中发挥重要作用。IDH基因突变可引起该酶的活性发生改变,导致大量肿瘤代谢物2-羟基戊二酸蓄积,从而引起严重的表观遗传调控紊乱和基因表达失调,促进肿瘤发生。近年来研究表明,IDH1和IDH2突变与胶质瘤、急性髓系白血病、肝内胆管癌等多种肿瘤的发生发展及其临床治疗具有密切关系。将IDH基因突变作为检测胶质瘤、急性髓系白血病、肝内胆管癌等肿瘤发生的分子标志物,以及靶向药物的开发位点具有重要意义。本文就IDH突变机制及其与多种肿瘤发生发展的关系,以及IDH突变治疗在基础研究和药物临床研究中的进展作一综述。

IDH1基因在肝内胆管癌细胞HuCCT1增殖与迁移中的作用及其初步机制

目的探讨异柠檬酸脱氢酶1(IDH1)在肝内胆管癌(iCCA)细胞HuCCT1增殖与迁移中的作用及其可能的分子机制。方法采用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建IDH1基因敲除的HuCCT1细胞(HuCCT1^(IDH1-/-));CCK-8法和克隆形成实验检测IDH1野生型HuCCT1(HuCCT1^(WT))细胞和HuCCT1^(IDH1-/-)细胞的增殖能力;细胞划痕和Transwell实验检测细胞的迁移和侵袭能力;Western blotting检测细胞上皮间质转化(EMT)相关蛋白E-钙黏蛋白(E-cadherin)、N-钙黏蛋白(N-cadherin)、波形蛋白(Vimentin)、基质金属蛋白酶-9(MMP-9)、Wnt3a、β-连环蛋白(β-catenin)的表达水平。生物信息学方法分析上述两种HuCCT1细胞的转录组测序结果,Western blotting验证转录组信息通路相关蛋白的表达。结果与HuCCT1细胞比较,HuCCT1^(IDH1-/-)细胞增殖和克隆形成数目明显减少(P<0.05),阻滞在G_(2)/M期细胞的比例明显增加(P<0.01),划痕愈合率明显降低(P<0.01),迁移细胞数目(P<0.001)和侵袭细胞数目(P<0.05)明显减少;q RT-PCR检测结果显示,HuCCT1^(IDH1-/-)细胞IDH1、Vimentin、MMP-9和调控G_(2)/M期增殖相关基因Cyclin A2、Cyclin B1及CDK1 mRNA表达水平降低(P<0.05),编码E-cadherin的CDH1 mRNA表达水平升高(P<0.01);Western blotting检测结果显示,HuCCT1^(IDH1-/-)细胞中E-cadherin表达水平升高(P<0.05),N-cadherin、Vimentin及MMP-9蛋白表达水平降低(P<0.05)。转录组测序结果显示,HuCCT1^(WT)与HuCCT1^(IDH1-/-)存在1476个差异表达基因(DEGs);基因本体论(GO)分析显示上述DEGs显著富集在炎症反应、细胞信号转导和细胞代谢等生物学过程;KEGG通路分析显示上述DEGs显著富集在Wnt、MAPK、Rap1、Hippo、TNF等与肿瘤细胞增殖和侵袭转移密切相关的信号通路。Western blotting验证结果显示,与HuCCT1^(WT)比较,HuCCT1^(IDH1-/-)细胞Wnt信号通路的Wnt3a和β-catenin蛋白表达水平降低(P<0.05)。结论IDH1基因参与调控iCCA细胞HuCCT1的迁移、侵袭及EMT过程,其机制可能与激活Wnt/β-catenin信号通路有关。

非人灵长类动物在病毒感染模型中的研究进展

动物疾病模型作为研究人类疾病的中介,在医学研究中发挥着巨大的作用。非人灵长类动物与人类的免疫学和生理学相似性,使非人类灵长类动物模型在研究病毒发病机理、免疫力、疫苗和药物抗感染功效等方面具有重要价值,对研究人类病毒感染性疾病以及新型病毒如SARS-CoV-2的治疗和预防发挥着不可或缺的作用。本文主要介绍了非人灵长类动物作为实验动物模型在人类几种常见的病毒感染性疾病中的研究进展,以及在研究新型冠状病毒SARS-CoV-2中发挥的重要作用。

肝内和肝外胆管癌的分子改变及靶向治疗

胆管癌(cholangiocarcinoma,CCA)患者预后极差,近年来该疾病的发病率和病死率均持续增加。CCA大体可分为肝内胆管癌(intrahepatic cholangiocarcinoma,ICC)和肝外胆管癌(extrahepatic cholangiocarcinoma,ECC)两种亚型,明确两者特有的分子发病机制,有助于早期诊断和精准治疗,从而改善患者预后。该文分别对两种亚型CCA的主要分子改变及靶向治疗作一综述。

单克隆抗体制备技术的最新进展

随着各类新兴技术和学科的发展,单克隆抗体制备技术也得到不断更新和完善,但如何利用并有效制备抗体,用于检测、预防、治疗等迫在眉睫。本文综述了单克隆抗体制备技术的最新研究进展,包括抗体库技术、转基因和新型动物模型技术、单个B细胞抗体技术、多学科和计算机辅助抗体制备技术,并简要讨论其应用前景和存在的问题。

类器官的研究进展及应用

随着人类生物学研究的不断深入,需建立新的模型系统为研究提供了有力的工具。虽然传统的研究模型已被广泛应用,但难以准确反映组织、器官在机体中的生理现象。类器官(Organoid)是来源于干细胞或器官祖细胞的三维细胞聚集体,可分化和自组织形成具有人体相应器官的部分特定功能和结构。由于类器官具有人源性,可模拟器官发育和形成,在体外长期扩增中具有基因组稳定性,并能够形成活体生物库进行高通量筛选等优势,成为近年来备受关注的体外模型。目前,利用类器官模型结合新兴的基因编辑、器官芯片、单细胞RNA测序技术等,能够突破传统模型的瓶颈,在器官水平上为疾病模型的建立、药物研发、精准医疗以及再生医学等提供有价值的信息。文中就类器官分类及特性、研究应用、与其他技术结合应用及展望这4个方面进行综述。

论医学和科研活动的私法指引——以《民法典》第一千零九条为基础

《民法典》第一千零九条首次对涉及人体基因、人体胚胎等有关的医学和科研活动进行规范,为司法实践提供私法指引。实践中,医疗机构应该充分发挥私法规范的指引作用,强化医学和科研伦理审查机制,充分履行法定的告知说明义务,以确保相关活动在法律法规限制的范围进行。

二代基因测序确诊耶氏肺孢子菌肺炎一例

耶氏肺孢子菌[1]在人群中定植相当普遍,与多种疾病的发生发展息息相关[2],其中免疫受损患者肺孢子菌肺炎的发病率越来越高[3,4]。由于耶氏肺孢子菌体外培养困难,因此临床极易漏诊。可靠的病原学证据有利于疾病的精准治疗,宏基因组二代测序技术(metagenomics next generation sequencing,mNGS)的应用有助于肺孢子菌肺炎的诊断。mNGS是一种不依赖于传统微生物培养,直接对临床样本中的核酸进行无偏倚的检测方法[5]。1例应用mNGS协助诊断儿童肺孢子菌肺炎患儿的临床资料分析如下。

基于细胞模型的高通量筛选技术在药物研发中的应用进展

发现一种具有临床疗效的新药,通常需要对成千上万种化合物进行逐一筛选,获得目标化合物后,再对其进一步深入验证,这个过程工作量大且周期长。高通量高内涵筛选技术的出现缩短发现目标化合物的时间,选用适当的生物模型提高了目标化合物的验证结果的准确性。本文主要对干细胞生物模型、CRISPR/Cas9基因编辑细胞模型及3D细胞培养模型在高通量高内涵药物筛选中的应用作一综述,同时简述了这些方法在妇科肿瘤治疗药物研发中的应用。