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● 基于诱导多能干细胞(iPSC)的再生医学疗法有望恢复组织的功能。● iPSC培养过程中所发生的基因组和转录组变异可能导致意想不到的后果,特别是当与慢病毒、腺相关病毒(AAV)或CRISPR/ Cas9等基因编辑技术结合使用时。● ResolveDNA试剂盒基于模板定向扩增技术(PTA),能够精确和准确的对单细胞全基因组进行扩增,从而准确检测CRISPR/Cas9基因编辑后的靶向位点和脱靶突变位点。 ● ResolveOMETM可同时实现单细胞全基因组和转录组工作流程,进一步使研究人员能够在基因组编辑和基因表达之间建立新的联系,提高对可能影响基于iPSC治疗的安全性和有效性的理解。 可以说,细胞和基因疗法对公众健康的影响可以与前三个世纪的伟大医学进步(抗生素、麻醉和疫苗)相媲美。然而,当今的细胞和基因治疗技术仍然面临重大挑战,其中较为重要的一点是编辑可能会诱导非靶标区域的基因编辑和基因失调,从而影响了细胞和基因治疗的安全性和有效性。那么有了基于单细胞水平的灵敏度更高的全基因分析方法,细胞和基因治疗的开发人员将有工具在单细胞全基因组层面检测脱靶位点和转录组表达变化等相关信息,从而提高细胞和基因治疗的安全性和有效性。
诱导多能干细胞(iPSCs)具有修复丢失或受损细胞的治疗潜力对于基于自体iPSC的治疗,可以使用转基因重编程因子诱导患者分化的体细胞进入多能干细胞状态,然后在适当的培养条件下重新分化为感兴趣的细胞类型。虽然iPSC疗法仍处于早期阶段,但多项I期试验已经证明iPSC的安全性,并且更多的I/II期试验正在进行中。目前正在研究的疾病包括黄斑变性、先天性心脏病、呼吸衰竭、ALS、多发性骨髓瘤和囊性纤维化2。 iPSC培养中发生的基因组和转录组变异导致意外后果诱导的多能干细胞容易发生肿瘤。诱导多能性的因子在细胞生长、分化和凋亡中起着至关重要的作用。因此,这些相同的因素在癌症中经常上调,并与转移潜力和不良预后相关,iPSCs的致癌潜能通常与肿瘤抑制基因的沉默有关3。iPSC细胞群的异质性使致癌潜能的检测和表征变得更加复杂。iPSC细胞中的这种异质性主要与获取细胞的个体之间和内部的遗传变异有关,包括编码区和非编码区的变异,但在细胞培养过程中也可能引入基因组变异4。在iPSC中观察到的基因组变异通常涉及与干细胞维持和分化相关的基因,并可能赋予这些细胞系在培养中具有克隆扩增的选择优势4。iPSC异质性也可能是由与基因型无关的基因表达差异引起的,这种差异可能是由培养条件、培养时间、环境因素或不完全重编程引起的4。无论根本原因是什么,这些细胞身份的变化都可能导致细胞群是一个混合的群体,即使是在完全分化或看似完全分化的细胞系中也是如此。由于这些细胞具有无限生长的内在潜力。明显成熟或终末分化的细胞群体中存在不完全分化的细胞问题是尤其值得关注的5。此外,当通过转录因子的瞬时腺相关病毒(AAV)转导诱导多能性时,病毒的随机整合可能导致这些转录因子持续表达6。
ResolveDNA和ResolveOME工作流程和性能表现 Bioskryb Genomics 的 ResolveDNA® 利用模板定向扩增技术(PTA) 来实现精确、准确的单细胞全基因组测序。BioSkryb Genomics 公司的两款试剂盒 ResolveDNA和ResolveOMETM均基于PTA技术,克服了扩增产生的偏差、等位基因缺失、基因组覆盖率低的问题8, 9。这种专利技术已被用于使用CRISPR/Cas9进行基因编辑后,在单个细胞中发生的脱靶插入缺失数量、拷贝数变异和易位的检测。对于想要在单细胞水平研究转录机制的研究人员,BioSkryb Genomics提供了 ResolveOME10。ResolveOME可会同时获得单个细胞全基因组和全转录组信息。这种方法利用PTA技术对全基因组进行扩增,获得单个细胞基因组和转录组变化之间的联系。例如,在获得性耐药的急性髓系白血病细胞中,CEBPA表达增加,但基因组拷贝数并未增加,ResolveOME识别到了位于CEBPA转录起始位点 5' 约20kb处的候选远端启动子/增强子上发生的SNP10。使用ResolveOME方法,对基于iPSC的基因疗法进行探究,可能会带来类似的发现,特别是哪些突变会导致基因和细胞类型表达的变化。这些复杂的分析需要生物信息学的支持。BaseJumperTM支持对ResolveDNA 和ResolveOME的数据进行分析。BaseJumper是一个为生物学家构建的生物信息学平台,可实现多组学数据分析和可视化。凭借这套产品以及定制服务,BioSkryb Genomics 提供了更加全面用于表征基于iPSC细胞和基因疗法的解决方案。 想要了解更多产品信息,欢迎联系上海仁科生物marketing@bio-star.cn |