基因编辑扩展到新型免疫细胞

自CRISPR-Cas9基因编辑技术问世以来的十年里，研究人员利用这种技术删除或改变了越来越多的细胞类型中的基因。现在，格莱斯顿研究所和加州大学旧金山分校(UCSF)的研究人员把在免疫系统中发挥关键作用的人类单核细胞(白细胞)添加到了这个列表中。

该团队已经将CRISPR-Cas9应用于单核细胞，并显示了该技术在理解人类如何使用上的潜在效用免疫系统对抗病毒和微生物。他们的研究结果今天发表在该杂志的网上细胞的报道。

“这些实验为进一步研究主要传染病和人类免疫细胞高级作者Alex Marson博士说，他是加州大学旧金山分校格拉德斯通基因组免疫学研究所的主任，也是加州大学旧金山分校医学副教授。

“这项技术为识别人类基因最重要的是单核细胞的功能和针对一系列病原体的新治疗策略，”共同资深作者Nevan Krogan博士补充说，他是Gladstone的高级研究员和UCSF定量生物科学研究所的主任。

从一个免疫细胞到另一个免疫细胞

单核细胞是免疫细胞在保护人体免受病原体侵袭方面有着广泛的作用。作为其正常功能的一部分，单核细胞可以产生另外两种免疫细胞类型:吞噬和破坏体内异物的巨噬细胞和帮助识别病原体并触发更特异免疫反应的树突状细胞。

Marson的团队之前研究了T细胞，一种不同的免疫细胞，使用CRISPR-Cas9技术选择性地从细胞中移除基因并观察结果。他们的研究结果为新的免疫疗法指明了靶点，使T细胞更有效地对抗疾病。

然而，在实验室中研究单核细胞是出了名的困难。很少有细胞在血液中循环，它们在培养皿中的表现与在体内不同。因此，将CRISPR-Cas9应用于单核细胞需要调整标准协议。该团队必须开发一种方法，不仅要改变单核细胞内的基因，而且要确保这些编辑过的细胞仍然具有功能。

该研究的第一作者、马森和克罗根实验室的研究生约瑟夫·希亚特(Joseph Hiatt)说:“编辑单核细胞是一项挑战，但我们认为，在其他免疫细胞中复制我们在T细胞上取得的成功非常重要。”

一种研究感染的方法

该小组显示，使用基于crispr的方法编辑的单核细胞仍然可以生成巨噬细胞和树突状细胞。为了确认这些经过编辑的新细胞是否表现正常，研究人员用导致结核病的微生物感染了在实验室中生长的细胞。他们发现，由编辑过的单核细胞形成的巨噬细胞仍然能够吞噬病原体。

研究人员接下来表明，使用CRISPR-Cas9从单核细胞中移除SAMHD1基因——因此产生的巨噬细胞——使细胞被艾滋病毒感染增加了50倍以上。虽然人们已经知道SAMHD1可以保护人类细胞免受艾滋病毒感染，但该实验证实了他们在单核细胞上的基因编辑方法的成功，以及它在研究疾病方面的前景。

克罗根的实验室近年来一直在对病毒用来感染细胞和传播的人类蛋白质进行编目。他的研究包括艾滋病毒、结核病、埃博拉病毒和登革热病毒，这些病毒以巨噬细胞为目标树突细胞。在这些细胞中编辑基因的新能力将帮助他的团队验证他们的发现，并确定可能有助于在未来对抗这些疾病的弱点。它也可能指向帮助提高单核细胞对抗感染能力的药物目标，或从一开始阻止病毒劫持单核细胞。

“现在我们有信心可以成功编辑单核细胞，我们的方法将允许我们研究这些细胞该研究的共同第一作者、前UCSF研究助理德文·卡韦罗(Devin Cavero)说。

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