研究背景:Olink邻位延伸分析(Proximity Extension Assay, PEA)技术非常适合高质量地多重分析来自人类和小鼠模型的类器官、诱导多能干细胞(iPSC)、细胞系及条件培养基。这种技术通过两个与寡核苷酸偶联的抗体在靶蛋白的邻近位点结合,使得寡核苷酸能够杂交形成独特的DNA模板,进而通过qPCR进行扩增和检测。PEA技术在不同样本基质中的出色表现仅需1μL样本,使得从人类和动物细胞系中获取有价值的见解成为可能,支持诸如CRISPR基因编辑研究等多种应用而不影响数据质量。
肠上皮细胞(IEC)由于增殖率高而易受化疗引发的损伤,此损伤会影响T细胞的行为,但其具体机制尚不清晰。在本研究中,作者构建了基于人类肠道类器官的损伤模型,以探讨化疗造成的肠上皮损伤对T细胞行为的直接影响。针对化疗损伤和未处理类器官的培养基进行了PEA蛋白组学分析,进而指导使用CRISPR进行后续机制的研究。
化疗后类器官培养基的蛋白组学分析为后续CRISPR实验提供了信息,以评估间质损伤诱导的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,亦是抑制损伤、预防治疗的潜在靶点。后续研究使用抗Gal-9阻断抗体或CRISPR/Cas9介导的Gal-9敲除,成功防止了肠道类器官损伤引起的T细胞增殖、干扰素-γ释放和迁移,为未来的治疗干预提供了新的策略。
蛋白组学为CRISPR研究提供了关键分子信息:流行病学研究显示,大麻的使用增加了心血管疾病(CVD)的风险,但相关机制仍缺乏深入理解。Δ9-四氢大麻酚(Δ9-THC)是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。通过对英国生物样本库(UKB)数据的分析发现,大麻用户的心肌梗塞风险显著高于非用户。Olink蛋白组学Target96炎症面板显示,动脉粥样硬化和心血管疾病风险相关的细胞因子和趋化因子显著增加。
计算机模拟表明,染料木黄酮(一种丰富存在于大豆中的异黄酮)可与CB1受体结合并抑制其活性。进一步研究使用人类诱导多能干细胞衍生的内皮细胞,模拟Δ9-THC诱导的炎症与氧化应激。通过siRNA、CRISPR干扰以及染料木黄酮敲低CB1受体,研究人员成功减弱了Δ9-THC的影响。
伴放线菌聚集杆菌及其在牙周病中的作用:伴放线菌聚集杆菌(Aactinomycetemcomitans)是牙周病的主要致病菌,能引发强烈的免疫反应,推动疾病的进展。NLRP3炎症小体的激活与牙周病的发展密切相关。然而,炎症小体相关蛋白如何在感染期间调节免疫反应尚不明确。本文研究了caspase-1、caspase-4和NLRP3等炎症小体相关蛋白如何调节放线菌聚集杆菌感染期间牙龈上皮细胞的免疫反应。
研究中,利用CRISPR/Cas9创建缺乏NLRP3、caspase-1或caspase-4的人类牙龈上皮细胞(Ca9-22),并通过PEA技术对CRISPR编辑的牙龈上皮细胞进行蛋白组学分析。与NCTC9710菌株相比,JP2菌株HK1651诱导的IL-1β和IL-1RA释放更为显著,且伴随更多的上皮细胞死亡。这些发现依赖于caspase-1、caspase-4和NLRP3的活性。
针对炎症相关蛋白(Olink Target96 Inflammation panel)的分析显示,HK1651感染后,有37种蛋白的表达显著变化,与未受刺激的Cas9和NLRP3缺陷细胞相比,表现出明显差异。本研究结合CRISPR基因编辑与蛋白组学分析,揭示了NLRP3在伴放线菌聚集杆菌感染中的重要作用。这些结果强化了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子的观点。
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