Hematopoëse, die gedurende het hele leven alle afstammingslijnen van bloedcellen produceert, wordt in stand gehouden door een kleine populatie die hematopoëtische stamcellen (HSC's) wordt genoemd. HSC's houden zichzelf in stand door zelfvernieuwing en produceren verschillende toegewijde voorlopercellen die aanleiding geven tot volledig gedifferentieerde functionele bloedcellen 1,2,3. Dit proces is streng gereguleerd. De accumulatie van kankermutaties in hematopoëtische stam- en voorlopercellen (HSPC's) belemmert echter de normale differentiatie, verleent een abnormaal proliferatief vermogen en transformeert HSPC's uiteindelijk in leukemie-initiërende cellen (LIC's)4,5,6,7. Het identificeren en bevestigen van leukemogene mutaties blijft nog steeds een grote uitdaging voor kankeronderzoek.
Onlangs is het geclusterde, regelmatig op afstand geplaatste korte palindromische herhalingen (CRISPR)/CRISPR-geassocieerd eiwit 9 (Cas9) systeem ontwikkeld en is het een efficiënte en nauwkeurige genbewerkingsmethode geworden, bestaande uit de Cas9-nuclease en single-guide RNA (sgRNA)8. Het sgRNA leidt het Cas9-sgRNA-complex naar een specifieke genomische locatie door middel van RNA-DNA-complementariteit, waar de Cas9-nuclease dubbelstrengsbreuken induceert. Het gebroken DNA wordt onderworpen aan endogene genbewerkingsmechanismen, hetzij door nauwkeurige homologiegerichte reparatie in aanwezigheid van homologiesjablonen, hetzij door mismatch-gevoelige, niet-homologe eindverbindingen, wat leidt tot kleine inserties of deleties9. Momenteel is het CRISPR/Cas9-systeem een krachtig hulpmiddel geworden voor gerichte genbewerking en transcriptieregulatie10.
Hier gebruikten we CRISPR/Cas9-technologie om genetische veranderingen in HSPC's te introduceren en voerden we vervolgens de Cell Counting Kit-8 (CCK-8) -test uit om te onderzoeken of de geïntroduceerde mutaties cruciaal waren voor de abnormale proliferatie van HSPC's. In het bijzonder werden beenmergcellen verrijkt voor HSPC's geoogst van Cas9-muizen, gevolgd door virale transfectie met sgRNA's gericht op kandidaatgenen. Vervolgens werd de CCK-8-test uitgevoerd om te bepalen of de mutaties een verhoogd proliferatief vermogen verleenden aan de getransfecteerde HSPC's. Ten slotte werden de mutaties geïntroduceerd door CRISPR/Cas9 bevestigd door Tracking of Indels by Decomposition (TIDE)11 of gerichte diepe sequentie12. Dit protocol biedt een krachtig hulpmiddel voor het beoordelen van kankermutaties en mogelijke therapeutische doelen voor leukemie.