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基因敲除细胞

基因敲除技术,可精准地去除或失活特定基因。构建基因敲除的细胞模型,可揭示基因在生物体中的功能,并在药物靶点筛选、药物开发等领域有广泛的应用。现有的基因编辑工具有CRISPR/Cas9、TALENs或ZFNs等。现在,CRISPR/Cas9系统因其高效性和操作便捷性,已成为基因敲除的首选工具。该系统顺利获得gRNA引导Cas9核酸酶,对目标DNA进行特异性的识别和切割,产生DNA双链断裂(DSB)。随后,细胞顺利获得非同源末端连接(NHEJ)途径修复这些双链断裂。在修复过程中,常常会产生非三倍数的插入或缺失(indel),导致移码突变,进而实现基因敲除。 球盟会生物基因敲除细胞库

服务详情

细胞类型 各种细胞类型,包括肿瘤、常规、干细胞、原代和永生化细胞系。
服务类型 单基因敲除/多基因敲除/移码突变/片段敲除
交付标准 基因敲除单克隆细胞≥1株(2管细胞/株,1×106/管)
周期/价格 快至4周,6980元起   在线咨询
球盟会生物基因基于自主研发的EditXTM基因编辑平台,采用优化升级的CRISPR/Cas9系统,可根据基因与细胞、实验目的,制定合适的敲除策略和方案,可高效地构建符合需求的基因敲除细胞模型。

服务优势

高效的sgRNA设计
拥有数千例的项目经验,具备自主研发的高效sgRNA设计算法
高性能的Cas9蛋白
自主优化后得到的高活性Cas9,编辑效率倍增
高效的细胞转染
成熟的转染体系:具备慢病毒转染、质粒转染、RNP递送等多种方式
细胞筛选无忧
3D打印技术辅助单克隆筛选,可高效、精准地挑选阳性单克隆

服务类型

可根据客户需求、并综合基因和细胞等情况,设计基因敲除方案。
单基因敲除 实现单个基因的有效敲除
多基因敲除 实现多个基因的有效敲除
移码突变 针对编码基因的编码区前端设计sgRNA,实现碱基非3的倍数的indel
片段敲除 针对基因设计sgRNA,实现基因片段的删除

服务流程

成功案例

球盟会生物基因根据客户需求,综合靶基因和细胞的情况,针对性地设计了基因敲除方案。
 
 
1. 移码突变
顺利获得在靶位点引入小的插入/缺失(indels)以破坏开放阅读框,诱导提前终止密码子的生成,导致功能蛋白表达丧失。
顺利获得单点编辑构建完全功能缺失模型的理想选择

案例Highlights
研究目的:HEK293细胞的单基因敲除
项目目标:成功高效敲除HEK293细胞系中的A基因,为后续功能研究提供稳健的模型
项目设计: sgRNA 设计于A基因的第2号外显子
 
 
 
测序结果:在A基因sgRNA处发生了1个碱基缺失(敲除率100%),引起移码突变,提前终止表达,A基因敲除成功。
 
2. 片段敲除
精确删除较大片段的基因组区域(通常为数百至数千个碱基对),以移除基因中的关键外显子或功能结构域。
适用于去除关键功能区域,从而实现基因失活,并用于研究结构域特异性的功能影响

案例Highlights
研究目的:在Huh6细胞中实现精确的小片段敲除
项目目标:成功在Huh6细胞中敲除A基因的小片段,导致目标基因功能的丧失
项目设计: 在huh6 细胞中,针对A基因的编码区设计两条sgRNA,实现片段敲除。
 
 
 
测序结果:单克隆细胞株的测序验证结果显示,在A基因的sgRNA靶向位点处发生了73个碱基对的缺失(非3倍数缺失),可引起移码突变,敲除成功。
 
3. 双基因敲除
在同一细胞系或生物体内同时敲除两个基因。该方法用于研究基因间的相互作用、功能冗余或代偿机制。
顺利获得同时靶向多个基因,有助于解析复杂的生物学网络

案例Highlights
研究目的:在THP-1细胞中实现双基因敲除
项目目标:成功在THP-1细胞中同时敲除B基因和C基因,从而召开基因相互作用及代偿机制的研究。
项目设计:在B基因外显子区域设计2个sgRNA,C基因外显子区域设计2个sgRNA。
 
B:
 
 
C:
 
 
测序结果:在THP-1细胞中,B基因sgRNA处发生了7个碱基缺失(敲除率100%),引起移码突变,提前终止表达,B基因敲除成功;同时C基因sgRNA处发生了2个碱基缺失(敲除率100%),引起移码突变,提前终止表达,C基因敲除成功。
 
B:
 
C:

Advantage and Characteristic

Optimazied Strategy
We have create a unique sgRNA Design Logic
Optimazied Strategy
We have create a unique sgRNA Design Logic
Optimazied Strategy
We have create a unique sgRNA Design Logic
Optimazied Strategy
We have create a unique sgRNA Design Logic

参考文献

Bromodomain protein BRD4 promotes cell proliferation in skin squamous cell carcinoma

近年来,皮肤鳞状细胞癌的发病率以惊人的速度上升,皮肤鳞状细胞癌和其它非黑色素瘤皮肤癌每年都会导致大量的人类死亡。统计研究表明,超过20%的世界人口在一生中可能会开展成皮肤癌,现在的治疗选择包括手术、放疗和/或化疗的组合,但对于晚期和/或转移性皮肤鳞状细胞癌的预后仍然不令人满意。最近的癌症研究提出BRD4可能是一个潜在的致癌蛋白,但其在皮肤鳞状细胞癌中的表达和生物学功能尚未被研究。
研究人员召开了分子靶向治疗的研究,使用CRISPR/Cas9系统直接敲除BRD4基因。BRD4基因的敲除或沉默显著降低了皮肤鳞状细胞癌细胞(SCC)的增殖能力,导致SCC细胞中几个与细胞增殖密切相关的癌基因(如cyclin D1、Bcl-2和MYC)的表达显著下降。在体内实验中,顺利获得CRISPR/Cas9介导的BRD4基因敲除显著抑制了A431细胞在严重联合免疫缺陷(SCID)小鼠中的肿瘤生长。BRD4基因敲除细胞为进一步的临床研究和药物开发提供了科研依据,有助于开发针对BRD4的分子靶向治疗药物。

GPER Mediates a Feedforward FGF2/FGFR1 Paracrine Activation Coupling CAFs to Cancer Cells toward Breast Tumor Progression

成纤维细胞生长因子(Fibroblast Growth Factor, FGF)—成纤维细胞生长因子受体(Fibroblast Growth Factor Receptor, FGFR)信号轴是介导肿瘤基质与癌细胞之间相互作用的主要信号传导途径之一,FGFR1的激活可以顺利获得转位、点突变或FGFR1基因的扩增导致癌症恶化。此外,G蛋白偶联雌激素受体(GPER, GPR30)也被确认为介导雌激素在多种病理生理条件下作用的受体。
为探索GPER如何顺利获得FGF2/FGFR1信号轴介导CAFs与乳腺癌细胞之间的通讯,研究人员使用了CRISPR/Cas9基因编辑技术来敲除MDA-MB-231乳腺癌细胞中的成纤维细胞生长因子受体1(FGFR1),正常对照组中来自雌激素刺激的癌症相关成纤维细胞(CAFs)的条件培养基(CM)能够诱导FGFR1野生型(WT)MDA-MB-231细胞中CTGF(结缔组织生长因子)的表达,并顺利获得FGFR1-ERK1/2-AKT信号通路促进细胞的迁移和侵袭。而在FGFR1基因敲除的MDA-MB-231细胞中,这种诱导作用则显著降低或消失。FGFR1基因敲除细胞揭示了GPER在肿瘤微环境中调节FGF2表达的新角色,证实了FGFR1在乳腺癌中的基因扩增与患者的整体存活率密切相关,表明FGFR1可能作为乳腺癌治疗的一个靶点,阐明了CAFs与乳腺癌细胞之间的旁分泌激活作用,为开发新的治疗策略提供了理论基础。

BRCA1 regulates HMGA2 levels in the Swan71 trophoblast cell line

在早期胎盘发育中,肿瘤抑制基因和癌基因共同工作,以一种受控的方式调节细胞增殖和分化。BRCA1是一个已知的肿瘤抑制基因,它与ZNF350和CtIP形成复合体,结合到HMGA2基因的启动子区域,阻止其转录。这种调控在癌症细胞中已有研究,但在胎盘细胞中的研究较少。
研究人员使用CRISPR-Cas9系统在Swan71细胞系中敲除BRCA1基因,生成了BRCA1基因敲除(BRCA1 KO)细胞,顺利获得感染Swan71细胞与含有miR-182过表达构建的慢病毒颗粒,使miR-182在细胞中过表达。结果显示,与野生型细胞相比,BRCA1 KO细胞显示出显著增加的HMGA2 mRNA和蛋白水平;miR-182的过表达导致BRCA1蛋白水平下降,HMGA2蛋白水平上升。BRCA1基因敲除细胞表明BRCA1在调节滋养层细胞中的HMGA2水平方面发挥重要作用,并且可能顺利获得影响细胞凋亡参与胎盘的发育和功能,为理解BRCA1在胎盘发育中的作用提供了新的视角。

ATM depletion induces proteasomal degradation of FANCD2 and sensitizes neuroblastoma cells to PARP inhibitors

神经母细胞瘤(Neuroblastoma, NB)是一种常见的儿童实体瘤,临床表现和预后具有高度的异质性,尽管采用了多种治疗策略,但高风险NB患者的肿瘤对标准治疗存在抵抗性,并可能开展成转移。ATM基因与DNA损伤反应有关,位于11q的ATM基因的杂合性缺失和ATM基因的半合性突变在NB肿瘤中是互斥的。在NB细胞系中,ATM的敲低已被证明可以在体外和体内促进肿瘤形成,但ATM与肿瘤形成和癌症侵袭性之间的关联尚不清楚。
研究人员使用CRISPR/Cas9技术敲除了NGP和CHP-134 NB细胞系中的ATM基因,分析ATM基因敲除细胞的增殖和集落形成能力,Western blot检测与DNA修复途径相关的不同蛋白的表达,并在ATM基因敲除细胞中稳定转染FANCD2表达质粒以过表达FANCD2,免疫荧光显微确定蛋白表达情况。结果显示,ATM的缺失导致FANCD2蛋白水平下降,完全ATM基因敲除细胞对PARP抑制剂奥拉帕尼表现出更高的敏感性,在ATM基因敲除细胞中重新引入FANCD2表达,可以恢复细胞的增殖能力ATM基因敲除细胞揭示了ATM基因杂合性在神经母细胞瘤中的作用机制,并阐明了ATM失活如何增强NB细胞对奥拉帕尼治疗的敏感性,对治疗显示ATM基因剂量和侵袭性癌症进展的高风险NB患者具有重要意义。

精选客户文章

IF=50.5
nature

全球超过一半的肝细胞癌(HCC)病例发生在中国,但现在针对中国人群中乙型肝炎病毒(HBV)相关HCC的全基因组分析研究非常有限。为了突破这种限制,研究人员启动了“中国肝癌图谱项目”(CLCA),旨在对中国人群中的HCC进行大规模的全基因组分析以理解其独特的发病机制和进化过程。该项目对494例HCC肿瘤样本进行了深度全基因组测序(平均测序深度为120×),并分析了匹配的对照血液样本,揭示了HBV相关HCC的详细基因组特征。研究发现,除了已知的编码区驱动基因(如TP53和CTNNB1)外,还存在6个新的编码区驱动基因(包括FGA)和31个非编码区驱动基因。此外,研究还揭示5种新的突变特征(包括SBS_H8),以及HBV整合形成细胞外环状DNA(ecDNA)的现象,这些ecDNA可导致癌基因扩增和表达增加。顺利获得功能验证实验,研究人员证实了FGA、PPP1R12B和KCNJ12等基因的突变能够显著影响HCC细胞的增殖、迁移和侵袭能力。这项研究结果不仅丰富了人们对HCC基因组学的理解,也为HCC的诊断和治疗提供了新的潜在靶点。

候选驱动因子概况

IF=27.4
Advanced material

肌腱损伤急性炎症期中,巨噬细胞过度激活会导致编码骨桥蛋白OPN的SPP1过表达,影响组织再生。CRISPR-Cas13由于具有RNA编辑和快速降解的能力,在组织修复方面具有巨大潜力,但缺乏合适有效的递送方法。对此,研究人员系统筛选了针对巨噬细胞的阳离子聚合物,开发了一种能够高效递送Cas13核糖核蛋白复合物(Cas13 RNP)进入巨噬细胞的纳米簇载体。顺利获得反应性氧种(ROS)响应性释放机制,该系统能够在肌腱损伤的急性炎症微环境中特异性抑制巨噬细胞中SPP1的过表达。实验结果表明,这种靶向策略显著减少了损伤诱导的SPP1产生巨噬细胞的出现,降低了成纤维细胞的激活,并减轻了肌腱周围的粘连形成。此外,该研究还揭示了SPP1顺利获得CD44/AKT信号通路促进成纤维细胞活化和迁移的机制,并顺利获得抑制这一通路有效缓解了肌腱损伤后的粘连问题。

用于PA治疗的巨噬细胞免疫微环境激活mRNA编辑策略的示意图

IF=12.8
Biomaterials

脊髓损伤(SCI)是一种导致感觉自主神经和运动功能的永久性损害的严重致残性疾病。干细胞疗法,尤其是间充质干细胞(MSCs),在SCI治疗中展现出巨大潜力但其再生能力有限,这限制了其在组织再生中的应用。研究团队观察到ABPCs衍生的EVs(EVsABPC)可能携带促进组织再生的生物活性信号,因此他们从鹿角芽基祖细胞(ABPCs)中提取并修饰了细胞外囊泡(EVsABPC),并将其应用于脊髓损伤(SCI)的治疗研究。研究人员发现EVsABPC能够显著增强神经干细胞(NSCs)的增殖,促进轴突生长,减少神经元凋亡,并顺利获得调节炎症反应将巨噬细胞从促炎的M1型极化为抗炎的M2型。此外,经过工程化改造的EVsABPC(顺利获得激活细胞穿透肽修饰)能够更有效地靶向SCI损伤部位,显著改善神经再生和运动功能恢复。这些结果表明,EVsABPC是一种极具潜力的SCI治疗候选方案。

图解摘要

IF=12.2
Journal of Hazardous Materials

S-异丙甲草胺(S-MET)是我国生产和使用量最大的除草剂之一,其化学特性导致其可在土壤中持久存在以及容易顺利获得淋溶和沉降污染地表水和地下水,最终影响植物生长和顺利获得食物链危害人类生命健康。鉴于现有检测方法的局限性和对高效分析技术的迫切需求,该研究以S-metolachlor为对象,利用哺乳动物表达系统生成相关重组抗体。在成功表达抗体的基础上,成功建立了基于这些抗体的免疫分析方法,用于监测环境水样中的S-异丙甲草胺残留。icELISA结果显示,重组抗体的灵敏度和特异性与亲本单抗相似,可保持原有的生物学活性,对于江水、农田水和自来水中的S-MET,具有良好的准确性和重复性。

图解摘要

IF=10.7
Biosensors and Bioelectronics

微小RNA(miRNA)是一类小的非编码RNA分子,顺利获得与特定靶基因的信使RNA(mRNA)相互作用来调控基因表达。miRNA在多种疾病的发生、开展过程中扮演着重要角色,被认为是极具潜力的疾病生物标志物。该研究利用CRISPR/Cas12a开发了一种为DBmRCA的新型miRNA检测技术。该技术利用无连接酶的哑铃探针和高灵敏度的CRISPR/Cas12a信号输出策略,实现了在30分钟内对miRNA的高精度定量分析。研究团队顺利获得临床样本验证了该技术的有效性,发现miR-200a和miR-126在肺癌组织中的表达水平显著降低,且该技术与传统方法结果一致。DBmRCA技术具有时间效率高、灵敏度强和操作流程简化等优点,为临床miRNA分析提供了一种可靠的工具,有望助力肺癌的早期诊断和治疗。

图解摘要

参考文献

DOI:10.1038/s41586-024-07054-3

全球超过一半的肝细胞癌(HCC)病例发生在中国,但现在针对中国人群中乙型肝炎病毒(HBV)相关HCC的全基因组分析研究非常有限。为了突破这种限制,研究人员启动了“中国肝癌图谱项目”(CLCA),旨在对中国人群中的HCC进行大规模的全基因组分析以理解其独特的发病机制和进化过程。该项目对494例HCC肿瘤样本进行了深度全基因组测序(平均测序深度为120×),并分析了匹配的对照血液样本,揭示了HBV相关HCC的详细基因组特征。研究发现,除了已知的编码区驱动基因(如TP53和CTNNB1)外,还存在6个新的编码区驱动基因(包括FGA)和31个非编码区驱动基因。此外,研究还揭示5种新的突变特征(包括SBS_H8),以及HBV整合形成细胞外环状DNA(ecDNA)的现象,这些ecDNA可导致癌基因扩增和表达增加。顺利获得功能验证实验,研究人员证实了FGA、PPP1R12B和KCNJ12等基因的突变能够显著影响HCC细胞的增殖、迁移和侵袭能力。这项研究结果不仅丰富了人们对HCC基因组学的理解,也为HCC的诊断和治疗提供了新的潜在靶点。

候选驱动因子概况

DOI:10.1002/adma.202311964

肌腱损伤急性炎症期中,巨噬细胞过度激活会导致编码骨桥蛋白OPN的SPP1过表达,影响组织再生。CRISPR-Cas13由于具有RNA编辑和快速降解的能力,在组织修复方面具有巨大潜力,但缺乏合适有效的递送方法。对此,研究人员系统筛选了针对巨噬细胞的阳离子聚合物,开发了一种能够高效递送Cas13核糖核蛋白复合物(Cas13 RNP)进入巨噬细胞的纳米簇载体。顺利获得反应性氧种(ROS)响应性释放机制,该系统能够在肌腱损伤的急性炎症微环境中特异性抑制巨噬细胞中SPP1的过表达。实验结果表明,这种靶向策略显著减少了损伤诱导的SPP1产生巨噬细胞的出现,降低了成纤维细胞的激活,并减轻了肌腱周围的粘连形成。此外,该研究还揭示了SPP1顺利获得CD44/AKT信号通路促进成纤维细胞活化和迁移的机制,并顺利获得抑制这一通路有效缓解了肌腱损伤后的粘连问题。

用于PA治疗的巨噬细胞免疫微环境激活mRNA编辑策略的示意图

DOI:10.1016/j.biomaterials.2022.121990

脊髓损伤(SCI)是一种导致感觉自主神经和运动功能的永久性损害的严重致残性疾病。干细胞疗法,尤其是间充质干细胞(MSCs),在SCI治疗中展现出巨大潜力但其再生能力有限,这限制了其在组织再生中的应用。研究团队观察到ABPCs衍生的EVs(EVsABPC)可能携带促进组织再生的生物活性信号,因此他们从鹿角芽基祖细胞(ABPCs)中提取并修饰了细胞外囊泡(EVsABPC),并将其应用于脊髓损伤(SCI)的治疗研究。研究人员发现EVsABPC能够显著增强神经干细胞(NSCs)的增殖,促进轴突生长,减少神经元凋亡,并顺利获得调节炎症反应将巨噬细胞从促炎的M1型极化为抗炎的M2型。此外,经过工程化改造的EVsABPC(顺利获得激活细胞穿透肽修饰)能够更有效地靶向SCI损伤部位,显著改善神经再生和运动功能恢复。这些结果表明,EVsABPC是一种极具潜力的SCI治疗候选方案。

图解摘要

DOI:10.1016/j.jhazmat.2021.126305

S-异丙甲草胺(S-MET)是我国生产和使用量最大的除草剂之一,其化学特性导致其可在土壤中持久存在以及容易顺利获得淋溶和沉降污染地表水和地下水,最终影响植物生长和顺利获得食物链危害人类生命健康。鉴于现有检测方法的局限性和对高效分析技术的迫切需求,该研究以S-metolachlor为对象,利用哺乳动物表达系统生成相关重组抗体。在成功表达抗体的基础上,成功建立了基于这些抗体的免疫分析方法,用于监测环境水样中的S-异丙甲草胺残留。icELISA结果显示,重组抗体的灵敏度和特异性与亲本单抗相似,可保持原有的生物学活性,对于江水、农田水和自来水中的S-MET,具有良好的准确性和重复性。

图解摘要

DOI:10.1016/j.bios.2024.116676

微小RNA(miRNA)是一类小的非编码RNA分子,顺利获得与特定靶基因的信使RNA(mRNA)相互作用来调控基因表达。miRNA在多种疾病的发生、开展过程中扮演着重要角色,被认为是极具潜力的疾病生物标志物。该研究利用CRISPR/Cas12a开发了一种为DBmRCA的新型miRNA检测技术。该技术利用无连接酶的哑铃探针和高灵敏度的CRISPR/Cas12a信号输出策略,实现了在30分钟内对miRNA的高精度定量分析。研究团队顺利获得临床样本验证了该技术的有效性,发现miR-200a和miR-126在肺癌组织中的表达水平显著降低,且该技术与传统方法结果一致。DBmRCA技术具有时间效率高、灵敏度强和操作流程简化等优点,为临床miRNA分析提供了一种可靠的工具,有望助力肺癌的早期诊断和治疗。

图解摘要

FAQ

KO细胞系与基因敲除动物模型有什么区别?
KO细胞系和基因敲除动物模型都用于研究基因功能,但它们各自有不同的应用场景和优势。KO细胞系在体外实验中使用,适用于高通量筛选和细胞水平的基因功能研究。基因敲除动物模型则在体内实验中使用,适用于研究基因在整个生物体中的功能及其与其他基因和环境的相互作用。
KO细胞系可以在多种类型的细胞中应用,包括癌细胞、干细胞、原代细胞等。然而,不同类型的细胞对基因编辑的敏感性和效率可能有所不同。在某些细胞类型中,基因敲除可能更具挑战性,需要优化转染条件和选择合适的基因编辑工具。
球盟会生物基因KO细胞库有4500+株高质量KO细胞系现货可供选择,可大幅度节省您的科研时间。另外球盟会生物基因可提供高效、高阳性率的基因敲除定制服务,全球知名院校博士团队一对一服务。
虽然KO细胞系技术强大,但并非所有基因都适合敲除。某些基因的敲除可能导致细胞死亡或严重的生理功能障碍,特别是那些对细胞存活至关重要的基因。在这种情况下,可以选择条件性敲除或基因敲降(如RNAi)来研究这些基因的功能。
研究人员使用KO细胞系来解析基因功能,因为敲除基因能够揭示该基因在细胞生长、分化、代谢、信号传导等过程中的具体作用。顺利获得比较敲除基因的细胞与正常细胞的差异,科研家可以深入分析基因在疾病中的作用,进而开发新的治疗方法。例如,KO细胞系在癌症、遗传病和神经退行性疾病的研究中具有重要应用。
KO细胞系(Knockout Cell Line)是顺利获得基因编辑技术(如CRISPR-Cas9)敲除或删除特定基因的细胞系。这意味着目标基因被完全移除或失去功能,使研究人员能够观察该基因缺失对细胞行为和生物学过程的影响。这种细胞系在生物医学研究中非常重要,因为它们提供了直接分析基因功能和疾病机制的实验工具。

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