Кроветворение, которое производит все линии клеток крови на протяжении всей жизни, поддерживается небольшой популяцией, называемой гемопоэтическими стволовыми клетками (ГСК). ГСК поддерживают себя за счет самообновления и продуцируют различные коммитированные предшественники, которые дают начало полностью дифференцированным функциональным клеткам крови 1,2,3. Этот процесс жестко регламентирован. Тем не менее, накопление раковых мутаций в гемопоэтических стволовых клетках и клетках-предшественниках (ГСК) препятствует нормальной дифференцировке, придает аномальную пролиферативную способность и в конечном итоге превращает ГСКК в клетки, инициирующие лейкемию (КСЗ)4,5,6,7. Идентификация и подтверждение лейкемогенных мутаций по-прежнему остается большой проблемой для исследований рака.
Недавно была разработана система кластеризованных регулярно чередующихся коротких палиндромных повторов (CRISPR)/CRISPR-ассоциированного белка 9 (Cas9), которая стала эффективным и точным методом редактирования генов, состоящим из нуклеазы Cas9 и однонаправляющей РНК (sgRNA)8. sgRNA направляет комплекс Cas9-sgRNA к определенному геномному месту через комплементарность РНК-ДНК, где нуклеаза Cas9 индуцирует двухцепочечные разрывы. Разрушенная ДНК подвергается эндогенным механизмам редактирования генов либо посредством точной репарации, направленной на гомологию, в присутствии гомологических шаблонов, либо подверженного несоответствию, негомологичного соединения концов, что приводит к небольшим вставкам или делециям9. В настоящее время система CRISPR/Cas9 стала мощным инструментом для целенаправленного редактирования генов и регуляциитранскрипции10.
В частности, мы использовали технологию CRISPR/Cas9 для введения генетических изменений в HSPC, а затем провели анализ Cell Counting Kit-8 (CCK-8), чтобы выяснить, имеют ли введенные мутации решающее значение для аномальной пролиферации HSPC. В частности, клетки костного мозга, обогащенные HSPC, были собраны у мышей Cas9 с последующей трансфекцией вируса sgРНК, нацеленными на гены-кандидаты. Затем был проведен анализ CCK-8, чтобы определить, придают ли мутации повышенную пролиферативную способность трансфицированным HSPC. Наконец, мутации, внесенные CRISPR/Cas9, были подтверждены с помощью Tracking of Indels by Decomposition (TIDE)11 или целевой глубокой последовательности12. Этот протокол предоставляет мощный инструмент для оценки раковых мутаций и потенциальных терапевтических мишеней для лейкемии.