一、細胞基因編輯服務選擇與適用場景
| 技術 | 編輯類型 | 效率 | 適用場景 |
|---|---|---|---|
| CRISPR-Cas9 | 敲除/短片段插入 | 高 | 基因KO、報告基因敲入 |
| 堿基編輯（ABE/BE） | 單堿基轉換 | 中 | SNP糾正（如C→T或A→G） |
| Prime Editing | 精準插入/缺失 | 低-中 | 復雜突變（無需DSB） |
| CRISPRa/i | 基因激活/抑制 | - | 表觀調控研究 |
二、細胞基因編輯服務CRISPR-Cas9基因敲除（KO）流程
1. gRNA設計
工具推薦：
CHOPCHOP
Benchling
設計原則：
靶向s個編碼外顯子（確保移碼突變）。
避免脫靶（使用CRISPRoff預測）。
2. 載體選擇
質粒系統：
lentiCRISPRv2（帶Puromycin抗性）。
RNP系統：
Cas9蛋白 + sgRNA（高編輯效率，低脫靶）。
3. 細胞轉染/轉導
| 細胞類型 | 遞送方法 | 條件 |
|---|---|---|
| HEK293T | 脂質體（Lipo3000） | 70%密度，24h后換液 |
| 原代T細胞 | 電轉（Neon系統） | 1600V, 10ms, 3 pulses |
| iPSCs | 慢病毒（低MOI） | 加Polybrene（8 μg/mL） |
4. 篩選與驗證
抗生素篩選：
Puromycin（1-5 μg/mL，48-72h）。
基因型鑒定：
T7E1/Surveyor assay：快速檢測Indel。
Sanger測序：TA克隆后分析突變類型。
功能驗證：
Western blot（蛋白水平敲除）。
三、基因敲入（KI）與點突變（PM）
1. HDR介導的敲入
供體設計：
ssODN（100-200 nt）：同源臂40-60 nt + 插入序列。
質粒供體：需1 kb同源臂（適合大片段插入）。
增強HDR：
添加RS-1（終濃度7.5 μM）或NU7026（DNA-PK抑制劑）。
2. 堿基編輯（C→T或A→G）
系統選擇：
BE4max（C→T）：窗口位點4-8。
ABE8e（A→G）：窗口位點4-7。
轉染條件：
質粒或RNP（72h后檢測效率）。
3. Prime Editing
PE2/PE3系統：
pegRNA設計需包含RT模板和PBS序列（使用PE-Designer）。
四、原代細胞與難轉染細胞優化
| 挑戰 | 解決方案 |
|---|---|
| 低轉染效率 | 電轉優化（如原代B細胞用Amaxa Nucleofector） |
| 高毒性 | 使用RNP（比質粒更溫和） |
| 克隆形成率低 | 流式分選（GFP報告系統）或有限稀釋法 |
五、質量控制與脫靶分析
1. 編輯效率檢測
NGS：擴增靶位點后深度測序（>10,000X）。
流式細胞術：若插入報告基因（如GFP）。
2. 脫靶評估
預測工具：
COSMID
實驗驗證：
全基因組測序（WGS）或GUIDE-seq。
六、經典應用案例
| 編輯類型 | 應用 | 案例 |
|---|---|---|
| TP53 KO | 腫瘤細胞增殖研究 | 驗證p53在化療耐藥中的作用 |
| BCL11A增強子編輯 | 胎兒血紅蛋白再激活 | 鐮刀型貧血治療研究 |
| ROS1 G2032R KI | 靶向藥物耐藥模型 | 克唑替尼耐藥機制探索 |
