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NEWSOlink精准蛋白组学助力PG电子基于CRISPR的转化研究
来源:穆鸣朗 日期:2025-03-28**研究背景**
Olink邻位延伸分析(Proximity Extension Assay, PEA)技术适合对人类和小鼠模型的类器官、iPSC、细胞系及条件培养基进行高质量的多重蛋白质分析。该技术基于两个与寡核苷酸偶联的抗体同时结合于靶蛋白的邻近位点,进而促使寡核苷酸杂交并形成独特的DNA模板,通过qPCR扩增并最终检测。PEA技术在多种样本基质中表现优异,仅需1μL样本,这使得从人类和动物细胞系中获取有价值的见解成为可能,支持包括CRISPR基因编辑在内的多种应用,同时确保数据质量不受影响。
肠上皮细胞(IEC)的增殖率较高,因此肠道易受到化疗所导致的损伤。肠上皮损伤会影响T细胞的行为,但具体机制尚不明确。本研究中,作者借助基于人类肠道类器官的损伤模型,研究化疗所引起的肠上皮损伤对T细胞行为的直接影响。针对化疗损伤和未处理类器官培养基的PEA蛋白组学分析为后续CRISPR机制研究提供了指导。
化疗后类器官培养基的蛋白组学分析为后续的CRISPR实验提供了关键数据,帮助评估因间质损伤诱导的T细胞活化机制。Gal-9被认为是肠道损伤和炎症的潜在生物标志物,并且可能成为抑制损伤和预防治疗的靶点。后续研究中,使用抗Gal-9阻断抗体或CRISPR/Cas9介导的Gal-9敲除可以有效防止肠道类器官损伤引起的T细胞增殖、干扰素-γ释放和迁移,这为新的治疗干预策略提供了可能性。蛋白组学为CRISPR研究提供了重要的疾病分子信息。
流行病学研究显示,大麻使用可能增加心血管疾病(CVD)的风险;然而,目前对其机制知之甚少。Δ9-四氢大麻酚(Δ9-THC)为大麻中的主要精神活性成分,其与血管中的大麻素受体1(CB1/CNR1)结合,可能与CVD相关。来自英国生物样本库(UKB)的数据分析结果表明,大麻使用者的心肌梗死风险高于非使用者。Olink蛋白组学Target96 inflammation panel发现,与动脉粥样硬化及心血管疾病风险相关的细胞因子和趋化因子的显著增加。
通过计算机模拟,研究发现染料木黄酮(一种在大豆中丰富的异黄酮)能够与CB1受体结合并抑制其活性。研究使用人类诱导多能干细胞衍生的内皮细胞,借助NF-κB信号通路模拟Δ9-THC诱导的炎症和氧化应激。采取siRNA、CRISPR干扰和染料木黄酮敲低CB1受体可减弱Δ9-THC的负面影响。
伴放线菌聚集杆菌(Actinobacillus actinomycetemcomitans)是导致牙周病的主要致病菌,会引发强烈的免疫反应,促进疾病的发展。NLRP3炎症小体与牙周病的发展密切相关,但炎症小体相关蛋白在感染期间如何调节免疫反应仍不清楚。本研究探讨了炎症小体相关蛋白caspase-1、caspase-4和NLRP3在放线菌聚集杆菌感染期间如何调节牙龈上皮细胞的免疫反应。
研究采用CRISPR/Cas9技术创建缺乏NLRP3、caspase-1或caspase-4的人类牙龈上皮细胞(Ca9-22),并利用PEA技术对来自伴放线菌聚集杆菌感染患者的CRISPR编辑牙龈上皮细胞进行蛋白组学分析。结果表明,相较于NCTC9710菌株,JP2菌株HK1651诱导的IL-1β和IL-1RA释放显著增加,同时介导了更多的上皮细胞死亡,这一过程依赖于caspase-1、caspase-4和NLRP3。针对炎症相关蛋白(Olink Target96 Inflammation panel)的分析显示,与未刺激的Cas9和NLRP3缺陷细胞相比,HK1651感染后37种蛋白的表达发生显著变化。
通过将CRISPR基因编辑与蛋白组学分析相结合,研究进一步阐明了NLRP3在伴放线菌聚集杆菌感染过程中的作用。这些数据强化了NLRP3作为调节伴放线菌聚集杆菌感染期间免疫反应的关键因素的观点。通过这一系列研究,我们深化了对肠道和口腔微生物环境与疾病之间关系的认识,为未来的治疗和干预提供了新的思路。使用PG电子所提供的尖端技术,推动了生物医疗领域的进一步发展。
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