CRISPR编辑MYSM1并验证HSC丢失表型
建立忠实模拟患者MYSM1功能缺失的人HSC模型并确认HSC维持缺陷。
用Cas9 RNP和两条独立MYSM1 gRNA编辑CD34+ HSPC,检测编辑效率、蛋白水平、LT-/ST-HSC比例及HSC分子签名;并将编辑后脐血CD34+ HSPC移植NBSGW小鼠评估植入。
Human hematopoietic stem cell vulnerability to ferroptosis.
人CD34+造血干祖细胞CRISPR编辑、scRNA-seq、核糖体测序、脂质组学、电镜及NBSGW小鼠异种移植体内验证
人脐带血及动员外周血CD34+造血干/祖细胞 NBSGW免疫缺陷Kit突变小鼠异种移植模型 MOLM13细胞系(铁死亡/凋亡阳性对照)
MYSM1编辑效率>90%,编辑后3天蛋白显著降低 NBSGW小鼠移植1×10^5细胞,4个月检测植入及编辑效率 Liproxstatin-1 20 mg/kg腹腔注射隔日一次共12周,对照3% DMSO 铁死亡抑制剂DFO、Fer-1各10 μM和1 μM、维生素E 10 μM、mitoTempo 1 μM处理 OP-puro流式检测CD34+CD45RA−CD90+细胞翻译速率
提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。
按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。
建立忠实模拟患者MYSM1功能缺失的人HSC模型并确认HSC维持缺陷。
用Cas9 RNP和两条独立MYSM1 gRNA编辑CD34+ HSPC,检测编辑效率、蛋白水平、LT-/ST-HSC比例及HSC分子签名;并将编辑后脐血CD34+ HSPC移植NBSGW小鼠评估植入。
验证MYSM1缺失是否降低HSC核糖体生物合成和蛋白翻译速率。
对CD34+CD45RA−CD90+细胞行scRNA-seq、GSEA、Western blot检测核糖体蛋白,并用OP-puro流式检测翻译速率;通过慢病毒回补MYSM1 WT及患者突变体验证特异性。
确定MYSM1缺失HSC是否发生氧化应激、铁代谢紊乱和脂质过氧化。
用CellROX检测ROS、BODIPY C11检测脂质过氧化、铁比色法和Fe2+ biotracker检测铁、hemin比色法检测血红素、GPX4活性试剂盒检测GPX4活性,并行电镜观察线粒体形态。
刻画MYSM1缺失HSC中脂质过氧化相关脂质谱改变。
分选CD90+CD133+ HSC富集组分与CD90−非HSC组分,用LC-MS进行脂质组学分析。
验证铁死亡是否为MYSM1缺失导致HSC丢失的直接原因。
体外用DFO、Fer-1、维生素E和mitoTempo处理MYSM1编辑细胞,检测HSC比例、ROS、脂质过氧化和翻译速率;体内用liproxstatin-1处理移植小鼠。
无偏解析MYSM1缺失后翻译效率改变及5'UTR基序对翻译的影响。
对编辑细胞行ribo-seq并分析翻译效率、GSEA和5'UTR基序;构建含优势或劣势基序的体外转录mRNA并导入MYSM1缺陷CD34+ HSPC检测翻译。
检验铁死亡易感性是否为人类HSC的普遍特征并扩展至其他HSC丢失疾病。
用erastin、FIN56、FINO2、RSL3及GPX4编辑诱导铁死亡,检测HSC比例、ROS和脂质过氧化;编辑FANCA或FANCD2并用低剂量mitomycin C处理,检测Fer-1挽救效果。
按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。
| 实验环节 | 名称 | 品牌 | 货号 |
|---|---|---|---|
| Western blot | 抗MYSM1抗体 | Abcam | ab-221725 |
| RPS24多克隆抗体 | ProteinTech | 14831-1-AP | |
| RPS7多克隆抗体 | ProteinTech | 14491-1-AP | |
| 铁死亡抗体检测试剂盒 | Cell signaling Technology | 29650 | |
| 流式分析 | Brilliant Violet 421抗人CD34抗体 | BD Biosciences | 562577 |
| PE小鼠抗人CD66b抗体 | BD biosciences | 561650 | |
| PE小鼠抗人CD33抗体 | BD biosciences | 555450 | |
| PE小鼠抗人CD19抗体 | BD biosciences | 555413 | |
| Western blot | RPL15多克隆抗体 | Proteintech | 16086-1-AP |
| RPL23多克隆抗体 | Proteintech | 10727-1-AP | |
| 流式分析 | PE-Cy7抗CD90抗体 | BD biosciences | 561558 |
| APC-H7小鼠抗人CD45RA抗体 | BD biosciences | 560674 | |
| Western blot | 坏死性凋亡抗体检测试剂盒 | Cell signaling Technology | 98110T |
| 凋亡抗体检测试剂盒 | Cell signaling Technology | 9915T | |
| hnRNP-E1多克隆抗体 | proteintech | 14523-1-AP | |
| PCBP2多克隆抗体 | proteintech | 15070-1-AP | |
| SLC40A1/FPN1多克隆抗体 | proteintech | 26601-1-AP | |
| GCLM多克隆抗体 | proteintech | 14241-1-AP | |
| GCLC多克隆抗体 | proteintech | 12601-1-AP | |
| 流式分析 | FITC膜联蛋白V | Biolegend | 640906 |
| Western blot | ALAS1多克隆抗体 | proteintech | 16200-1-AP |
| HSP27多克隆抗体 | proteintech | 18284-1-AP | |
| RELB多克隆抗体 | proteintech | 25027-1-AP | |
| 流式分析 | Ferroportin/SLC40A1抗体(无BSA) | Novus Biologicals | NBP1-21502SS |
| BB700小鼠抗人CD133抗体 | BD biosciences | 747638 | |
| PE大鼠抗人EPCR抗体 | Biolegend | 351904 | |
| PE抗人CD34抗体 | Biolegend | 343506 | |
| PE抗人CD3抗体 | Biolegend | 317308 | |
| PE抗人CD11b抗体 | Biolegend | 301306 | |
| 慢病毒包装 | 小鼠单克隆抗FLAG M2抗体 | Sigma Aldrich | F1804 |
| 细胞处理 | 人全转铁蛋白 | Sigma Aldrich | T0665 |
| 细胞筛选 | 潮霉素B | Gibco | 10687010 |
| 铁死亡诱导 | Erastin | Selleck | S7242 |
| FIN56 | Selleck | S8254 | |
| FINO2 | Cayman Chemical | 25096 | |
| 铁死亡抑制 | 甲磺酸去铁胺 | Selleck | S5742 |
| Ferrostatin-1 | Selleck | S7243 | |
| 脂质过氧化检测 | BODIPY 581/591 C11 | Invitrogen | D3861 |
| 活性氧检测 | CellROX绿色试剂 | Invitrogen | C10444 |
| 线粒体ROS抑制 | MitoTEMPO(水合物) | Cayman Chemical | 16621 |
| 抗氧化处理 | N-乙酰-L-半胱氨酸 | Cayman Chemical | 20261 |
| (±)-α-生育酚乙酸酯 | Cayman Chemical | 28399 | |
| 转染 | 线性聚乙烯亚胺转染级(PEI 25K) | PolySciences | 23966-100 |
| 核糖体测序 | Ambion RNase I | Invitrogen | AM2294 |
| GlycoBlue共沉淀剂 | Invitrogen | AM9515 | |
| 超低范围DNA分子量标准 | Invitrogen | 10597012 | |
| SYBR Gold核酸凝胶染料 | Invitrogen | S11494 | |
| 铁死亡诱导 | RSL3 | Selleck | S8155 |
| 细胞培养 | CC100细胞因子混合物 | StemCell Technologies | 2690 |
| 亚铁离子检测 | BioTracker远红可溶性Fe2+染料 | Millipore Sigma | SCT037 |
| 凋亡诱导对照 | SM-164 | Cell Signaling Technology | 56003S |
| 凋亡抑制 | Z-VAD-FMK | Selleck | S7023 |
| 细胞处理 | 重组人TNF-α | Peprotech | 300-01A |
| 铁补充 | 七水合硫酸亚铁 | Sigma Aldrich | F7002-250G |
| 体内铁死亡抑制 | Liproxstatin-1 | Cayman Chemical | 17730 |
| 凋亡诱导对照 | 星形孢菌素 | Cayman chemical | 81590 |
| 脂质组学 | 甲醇 | Sigma Aldrich | 179337 |
| 细胞培养 | RPMI1640培养基 | Life Technologies | 11875-119 |
| Opti-MEM培养基 | Gibco | 31985-062 | |
| 细胞分离 | Ficoll-Paque Premium无菌溶液 | GE Healthcare | 17-5442-02 |
| 细胞消化 | 0.25%胰蛋白酶 | Gibco | 15050-057 |
| Western blot | 印迹脱脂奶粉 | BioRad | 1706404XTU |
| 基因编辑 | 重组Cas9蛋白 | IDT | 1081061 |
| 细胞培养 | 青霉素-链霉素 | Life Technologies | 15140-122 |
| 重组人血小板生成素 | Peprotech | 300-18-100UG | |
| 核糖体测序 | 甲酰胺 | Sigma Aldrich | F7503 |
| TBE缓冲液 | Thermo Scientific | B52 | |
| 流式分析 | 膜联蛋白V结合缓冲液 | Biolegend | 422201 |
| 细胞培养 | L-谷氨酰胺 | GIBCO | 25-030-081 |
| 核糖体测序 | 无RNase SSC溶液 | Invitrogen | AM9763 |
| 细胞培养 | 高糖DMEM培养基 | Life Technologies | 11965-118 |
| GPX4活性检测 | 谷胱甘肽过氧化物酶检测试剂盒 | Cayman Chemical | 703102 |
| 翻译速率检测 | 蛋白合成检测试剂盒 | Cayman Chemical | 601100 |
| 血红素检测 | 血红素比色检测试剂盒 | BioVision | K672 |
| 铁检测 | 铁比色检测试剂盒 | BioVision | K390 |
| 测序文库定量 | Kapa文库定量试剂盒 | Roche | 7960140001 |
| 体外转录 | mMESSAGE mMACHINE T7转录试剂盒 | Invitrogen | AM1344 |
| MEGAclear转录纯化试剂盒 | Invitrogen | AM1908 | |
| Poly(A)加尾试剂盒 | Invitrogen | AM1350 | |
| 基因编辑 | Alt-R Cas9电转增强剂 | IDT | 1075916 |
| 核糖体测序 | 通用miRNA克隆接头 | New England Biolabs | S1315S |
| 克隆 | In-Fusion HD克隆试剂盒 | Takara/Clontech | 638909 |
| 定点突变 | Q5定点突变试剂盒 | New England Biolabs | E0554S |
| 逆转录 | iScript cDNA合成试剂盒 | BioRad | 1708891 |
| DNA凝胶回收 | Monarch DNA凝胶回收试剂盒 | New England Biolabs | T1020L |
| 实时PCR | iQ SYBR Green预混液 | BioRad | 1708882 |
| 核转染 | P3原代细胞4D核转染试剂盒S | Lonza | V4XP-3032 |
| 逆转录 | SuperScript III逆转录酶 | Invitrogen | 18080044 |
| 单细胞RNA测序 | Chromium Next GEM单细胞3'试剂盒v3.1 | 10XGenomics | PN-1000268 |
| Chromium Next GEM芯片G单细胞试剂盒 | 10XGenomics | PN-1000120 | |
| 双索引试剂盒TT Set A | 10XGenomics | PN-1000215 | |
| 核糖体测序 | CircLigase单链DNA连接酶 | Lucigen | CL4111K |
| 截短型T4 RNA连接酶2 | New England Biolabs | M0242L | |
| 细胞培养 | StemSpan SFEM II培养基 | StemCell Technologies | 09655 |
| 胎牛血清 | Bio-Techne | S11550 | |
| 核糖体测序 | SUPERase•In RNase抑制剂 | Invitrogen | AM2694 |
| CD34+细胞富集 | EasySep人脐血CD34阳性选择试剂盒II | StemCell Technologies | 17896 |
| Western blot | Immobilon-P PVDF膜 | Millipore Sigma | IPVH00010 |
| 测序文库纯化 | SPRIselect磁珠 | Beckman Coulter | B23317 |
| DNA定量 | Qubit 1X dsDNA高灵敏度检测试剂盒 | ThermoFisher | Q33231 |
| 克隆 | Zero Blunt TOPO PCR克隆测序试剂盒 | Invitrogen | 450031 |
汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。
| 环节 | 核对要点 |
|---|---|
| MYSM1 CRISPR编辑与HSC表型 | sgRNA序列、Cas9/sgRNA用量、核转染程序、编辑效率检测时间点及LT-/ST-HSC门控 阅读提示:Methods中CRISPR/Cas9 RNP nucleofection及图1B、图S1 |