诱导多能干细胞基因编辑的应用现状及展望

摘要

背景:近年来,由于基因工程的进步,使细胞重编程成为可能,细胞DNA可以通过一些工具被操纵,如转基因、转录激活子样效应核酸酶、锌指核酸酶和CRISPR/Cas9。在细胞的重编程过程中,细胞首先转化为诱导多能干细胞状态,然后分化成所需的谱系,从而产生大量的重编程细胞。自10年前诱导多能干细胞技术问世以来,干细胞生物学和再生医学取得了巨大的进步。人诱导多能干细胞现已被广泛用于疾病建模、药物开发和疾病的细胞治疗,同时诱导多能干细胞衍生产品的临床试验也已经启动。随着基因编辑技术的不断更新,诱导多能干细胞技术与基因编辑相结合,对疾病诱导多能干细胞进行基因编辑,校正致病突变并用于细胞治疗正成为转化医学和再生医学研究的热点。目的:通过对诱导多能干细胞特性及其与基因编辑结合应用的现状进行概括和总结,指导合适的方法进行疾病致病机制的研究与疾病的治疗。方法:由第一作者检索中国知网、中国生物医学文献数据库、爱思唯尔数据库、PubMed数据库2010至2020年相关文献。在标题、摘要、关键词中以"Induced pluripotent stem cells,CRISPR/Cas9,genome editing,disease modelling,drug development,regeneration"为关键词检索英文数据库;以"诱导多能干细胞,CRISPR/Cas9,基因编辑,构建模型,药物开发,再生"为关键词检索中文数据库。结果与结论:人诱导多能干细胞和CRISPR/Cas9基因编辑系统是基础研究和转化研究的2种工具,既可以深入了解许多疾病的分子基础,又可以开展药理研究。随着技术的不断发展与进步,诱导多能干细胞结合基因编辑在多个领域已开展起来,并取得了一定的研究成果。但该手段还存在不足,脱靶效应、分析成本高、基因编辑具有未知致病突变或风险变异及诱导多能干细胞植入体内突变风险都有待学者进一步解决。