CRISPR-Cas9遺伝子編集の出現からXNUMX年で、研究者はこの技術を使用して、ますます多くの細胞型の遺伝子を削除または変更してきました。 現在、グラッドストーン研究所とカリフォルニア大学サンフランシスコ校（UCSF）の研究者は、免疫系で重要な役割を果たす白血球であるヒト単球をそのリストに追加しました。

チームは、CRISPR-Cas9を単球での使用に適合させ、ヒトの免疫系がウイルスや微生物とどのように戦うかを理解するための技術の潜在的な有用性を示しました。 彼らの結果は本日ジャーナルにオンラインで公開されました セルレポート.

「これらの実験は、主要な感染症とヒト免疫細胞との相互作用に関するさらに多くの研究の舞台となりました」と、カリフォルニア大学サンフランシスコ校ゲノム免疫学研究所の所長であり、UCSFの准教授である上級著者のアレックスマーソン医学博士は述べています。 。

「この技術は、単球の機能にとって最も重要なヒト遺伝子を特定し、さまざまな病原体に対する新しい治療戦略を考案するための扉を開きます」と、Gladstoneの主任研究員であり、カリフォルニア大学サンフランシスコ校の定量的生物科学研究所。

ある免疫細胞から別の免疫細胞へ

単球は、病原体から人体を守るための幅広い役割を持つ免疫細胞です。 それらの正常な機能の一部として、単球は他のXNUMXつの免疫細胞タイプを引き起こす可能性があります：体内の異物を飲み込んで破壊するマクロファージと、病原体を認識してより特異的な免疫応答を引き起こす樹状細胞です。

マーソンのチームは以前、CRISPR-Cas9テクノロジーを使用して細胞から遺伝子を選択的に除去し、その結果を観察することで、異なるクラスの免疫細胞であるT細胞を研究しました。 彼らの結果は、T細胞を病気との闘いにおいてより効果的にする新しい免疫療法の標的に向けるのに役立ちました。

ただし、単球は実験室で研究するのが難しいことで有名です。 血液中を循環する細胞はほとんどなく、ペトリ皿では体内とは異なる動作をします。 そのため、CRISPR-Cas9を単球に適用するには、標準プロトコルを微調整する必要がありました。 チームは、単球内の遺伝子を変更するだけでなく、それらの編集された細胞がまだ機能していることを確認するアプローチを開発する必要がありました。

「単球の編集は困難でしたが、他の免疫細胞のT細胞で得た成功を再現することが非常に重要だと感じました」と、この研究の筆頭著者であり、マーソン研究所とクロガン研究所の大学院生であるジョセフハイアットは述べています。

感染症を研究する方法

このグループは、CRISPRベースのアプローチで編集された単球が依然としてマクロファージと樹状細胞の両方を生じさせる可能性があることを示しました。 これらの新しく編集された細胞が正常に動作するかどうかを確認するために、研究者たちは実験室で成長した細胞を結核の原因となる微生物に感染させました。 編集された単球に由来するマクロファージは、依然として病原体を飲み込むことができることがわかった。

次に、研究者らは、CRISPR-Cas9を使用して単球からSAMHD1遺伝子を除去し、したがって結果として生じるマクロファージが、HIVによる細胞の感染を1倍以上促進することを示しました。 SAMHDXNUMXはヒト細胞をHIVから保護することがすでに知られていますが、この実験により、単球における遺伝子編集アプローチの成功と、疾患研究への期待が確認されました。

Kroganの研究室は、ウイルスが細胞に感染して増殖するために使用するヒトタンパク質のカタログを作成することに近年費やしてきました。 彼の研究には、HIV、結核、エボラウイルス、およびマクロファージと樹状細胞を標的とすることが知られているデングウイルスが含まれています。 これらの細胞の遺伝子を編集する新しい機能は、彼のチームが彼らの発見を検証し、将来これらの病気と戦うのを助けるかもしれない脆弱性を特定するのを助けるでしょう。 また、単球が感染と戦う能力を高めたり、ウイルスが最初に単球を乗っ取るのを阻止したりするのに役立つ薬の標的を指す可能性もあります。

「単球をうまく編集できると確信しているので、私たちのアプローチにより、これらの細胞を詳細に研究し、感染症におけるそれらの役割を理解することができます」と、研究の共同筆頭著者で元UCSF研究員であるDevinCaveroは述べています。 。

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研究について

論文「CRISPR-Cas9リボ核タンパク質を使用した同質遺伝子の初代ヒト骨髄細胞の効率的な生成」がジャーナルに掲載されました セルレポート 11年2021月2211日：https：//www.cell.com/cell-reports/fulltext/S1247-21（00439）3-XNUMX。

他の著者は次のとおりです。マイケル・J・マクレガー、セオドア・L・ロス、ケルシー・M・ハース、ウジワル・ラソーレ、アンケ・マイヤー・フランケ、エリック・シフルト、ユージン・リー、ヴィニェシュワリ・イースワル・クマール、デビッド・E・ゴードン、ジェイソン・A・ウォジチェチョフスキー、ジャッド・F Hultquist、およびKrystal A. Fontaine of Gladstone; Weihao Zheng、Jonathan M. Budzik、David Wu、Mohamed S. Bouzidi、Eric。 カリフォルニア大学サンフランシスコ校のV.Dang、Satish K. Pillai、Joel D. Ernst; カリフォルニア大学バークレー校のジェフリーS.コックス。

この作業は、国立衛生研究所（P50 AI150476、U19 AI135990、P01 AI063302、R01 AI150449、およびR01 AI124471）とJames B. Pendleton CharitableTrustによって資金提供されました。

関係する研究者はまた、国立科学財団、ルースL.キルシュシュタインフェローシップ、J。アロノフ、G。ホスキン、K。ジョーダン、B。バカール、およびコーフィールド家、グラッドストーン、革新的ゲノム研究所からの贈り物によって部分的にサポートされています。パーカー癌免疫療法研究所、バロウズウェルカム基金からの医学者のためのキャリア賞、癌研究所からのロイドJ.オールドSTAR賞、Chan Zuckerberg Biohub、Vir Biotechnology、F。Hoffmann-LaRoche、およびBioFulcrum Viralグラッドストーンでの感染症研究プログラム。

グラッドストーン研究所について

私たちの仕事が最大の利益をもたらすことを確実にするために、グラッドストーン研究所（https：//グラッドストーン。org）は、医学的、経済的、社会的影響が深刻な未解決の病気の状態に焦点を当てています。 グラッドストーンは、病気を克服するために先見の明のある科学と技術を使用する独立した非営利のライフサイエンス研究組織です。 カリフォルニア大学サンフランシスコ校と学術提携しています。