通过体内Htra2基因编辑预防小鼠获得性感音神经性听力损失

Prevention of acquired sensorineural hearing loss in mice by in vivo Htra2 gene editing

作者信息Xi Gu, Daqi Wang, Zhijiao Xu, Jinghan Wang, Luo Guo, Renjie Chai, Genglin Li, Yilai Shu, Huawei Li
PMID33752742
发布时间2021-03-22
DOI10.1186/s13059-021-02311-4

摘要

背景:衰老、噪音、感染和耳毒性药物是人类获得性感音神经性听力损失的主要原因,但治疗选择有限。CRISPR/Cas9技术具有巨大潜力,可成为治疗获得性非遗传性感音神经性听力损失的新方法。在此,我们开发了CRISPR/Cas9策略,通过破坏内耳中与细胞凋亡相关但尚未在耳蜗毛细胞保护中进行研究的Htra2基因,来预防氨基糖苷类抗生素诱导的耳聋,这是一种常见的获得性非遗传性感音神经性听力损失。结果:结果表明,腺相关病毒(AAV)介导的CRISPR/SpCas9系统递送可改善新霉素诱导的细胞凋亡,促进毛细胞存活,并显著改善新霉素处理小鼠的听力功能。AAV-CRISPR/Cas9系统的体内保护效果在新霉素暴露后可持续长达8周。为了更有效地递送整个CRISPR/Cas9系统,我们还探索了AAV-CRISPR/SaCas9系统来预防新霉素诱导的耳聋。SaCas9系统的体内编辑效率平均为1.73%。我们观察到,与未注射耳相比,注射耳的听觉脑干反应阈值有显著改善。在新霉素暴露后4周,AAV-CRISPR/SaCas9系统的保护效果仍然明显,在8 kHz频率下听觉脑干反应阈值的改善高达50 dB。结论:这些发现证明了通过Htra2基因编辑安全有效地预防氨基糖苷类抗生素诱导的耳聋,并支持进一步开发CRISPR/Cas9技术用于治疗非遗传性听力损失以及其他非遗传性疾病。

实验方法

产品清单

名称品牌货号
徕卡TCS SP8激光扫描共聚焦显微镜LeicaTCS SP8
RZ6声学系统Tucker-Davis TechnologiesRZ6
纳升微量注射系统WPI--
玻璃微管WPI--
显微操作器----
MiSeq高通量DNA测序仪IlluminaMiSeq
12孔板----
凝胶DNA提取试剂盒VazymeDC301
QIAquick PCR纯化试剂盒Qiagen28104
PVDF膜GE Healthcare Life Sciences10600023
Bis-Tris蛋白凝胶----
10% EDTA----
磷酸盐缓冲液----
1% Triton X-100----
10%驴血清----
QuickExtract DNA提取溶液EpicentreQE09050
RIPA裂解缓冲液Protein BiotechnologyPP109
蛋白酶抑制剂混合物Roche11697498001
5%脱脂奶粉Cell Signaling Technology9999S
HRP偶联二抗----
美仑生物® fg超敏ECL发光试剂MeilunbioMA0186
DAPISigmaD9542
Alexa偶联二抗----
Lipofectamine 2000Life Technologies11668019
Opti-MEMLife Technologies31985062
杜氏改良Eagle培养基(DMEM)Gibco11965092
胎牛血清Gibco16140071
青霉素/链霉素Millipore516106
DMEM/F12Gibco11330032
N2添加剂Gibco17502048
B27添加剂Gibco17504044
新霉素SigmaN6386
兔抗Myo7a抗体Proteus BioSciences25-6790
鸡抗GFP抗体Abcamab13970
兔抗cleaved caspase3抗体Cell Signaling Technology9664S
小鼠抗Myo7a IgG2a抗体Santa Cruz Biotechnologysc-74516
兔抗HTRA2抗体Sigma-AldrichSAB4501221
兔抗HtrA2/Omi抗体Cell Signaling Technology9745
小鼠抗β-actin抗体Cell Signaling Technology8457s