• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

通过双重抑制 DNA 损伤反应和修复途径来增强 hPSCs 中的基因组编辑。

Enhancing genome editing in hPSCs through dual inhibition of DNA damage response and repair pathways.

机构信息

College of Pharmacy, Seoul National University, Seoul, Republic of Korea.

College of Pharmacy and Research Institute of Pharmaceutical Sciences, Seoul National University, Seoul, Republic of Korea.

出版信息

Nat Commun. 2024 May 11;15(1):4002. doi: 10.1038/s41467-024-48111-9.

DOI:10.1038/s41467-024-48111-9
PMID:38734692
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11088699/
Abstract

Precise genome editing is crucial for establishing isogenic human disease models and ex vivo stem cell therapy from the patient-derived hPSCs. Unlike Cas9-mediated knock-in, cytosine base editor and prime editor achieve the desirable gene correction without inducing DNA double strand breaks. However, hPSCs possess highly active DNA repair pathways and are particularly susceptible to p53-dependent cell death. These unique characteristics impede the efficiency of gene editing in hPSCs. Here, we demonstrate that dual inhibition of p53-mediated cell death and distinct activation of the DNA damage repair system upon DNA damage by cytosine base editor or prime editor additively enhanced editing efficiency in hPSCs. The BE4stem system comprised of p53DD, a dominant negative p53, and three UNG inhibitor, engineered to specifically diminish base excision repair, improves cytosine base editor efficiency in hPSCs. Addition of dominant negative MLH1 to inhibit mismatch repair activity and p53DD in the conventional prime editor system also significantly enhances prime editor efficiency in hPSCs. Thus, combined inhibition of the distinct cellular cascades engaged in hPSCs upon gene editing could significantly enhance precise genome editing in these cells.

摘要

精确的基因组编辑对于建立同基因的人类疾病模型和从患者来源的 hPSCs 进行体外干细胞治疗至关重要。与 Cas9 介导的基因敲入不同,胞嘧啶碱基编辑器和 Prime 编辑器在不诱导 DNA 双链断裂的情况下实现了理想的基因校正。然而,hPSCs 具有高度活跃的 DNA 修复途径,特别容易受到 p53 依赖性细胞死亡的影响。这些独特的特征阻碍了基因编辑在 hPSCs 中的效率。在这里,我们证明了 p53 介导的细胞死亡的双重抑制和 DNA 损伤修复系统的独特激活,在胞嘧啶碱基编辑器或 Prime 编辑器引起的 DNA 损伤后,可累加性地提高 hPSCs 中的编辑效率。BE4stem 系统由 p53DD(一种显性失活的 p53)和三种 UNG 抑制剂组成,专门设计用于减少碱基切除修复,可提高 hPSCs 中胞嘧啶碱基编辑器的效率。在传统的 Prime 编辑器系统中添加显性失活的 MLH1 以抑制错配修复活性和 p53DD,也可显著提高 hPSCs 中 Prime 编辑器的效率。因此,在基因编辑过程中结合抑制 hPSCs 中涉及的不同细胞级联反应,可以显著提高这些细胞中精确的基因组编辑效率。

https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/9eb9/11088699/181a07920038/41467_2024_48111_Fig4_HTML.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/9eb9/11088699/6d70230ca8bf/41467_2024_48111_Fig1_HTML.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/9eb9/11088699/31de884d826d/41467_2024_48111_Fig2_HTML.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/9eb9/11088699/a7c414e1864d/41467_2024_48111_Fig3_HTML.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/9eb9/11088699/181a07920038/41467_2024_48111_Fig4_HTML.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/9eb9/11088699/6d70230ca8bf/41467_2024_48111_Fig1_HTML.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/9eb9/11088699/31de884d826d/41467_2024_48111_Fig2_HTML.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/9eb9/11088699/a7c414e1864d/41467_2024_48111_Fig3_HTML.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/9eb9/11088699/181a07920038/41467_2024_48111_Fig4_HTML.jpg

相似文献

1
Enhancing genome editing in hPSCs through dual inhibition of DNA damage response and repair pathways.通过双重抑制 DNA 损伤反应和修复途径来增强 hPSCs 中的基因组编辑。
Nat Commun. 2024 May 11;15(1):4002. doi: 10.1038/s41467-024-48111-9.
2
Transient inhibition of p53 enhances prime editing and cytosine base-editing efficiencies in human pluripotent stem cells.瞬时抑制 p53 可提高人多能干细胞中的 prime 编辑和胞嘧啶碱基编辑效率。
Nat Commun. 2022 Oct 27;13(1):6354. doi: 10.1038/s41467-022-34045-7.
3
Highly efficient generation of isogenic pluripotent stem cell models using prime editing.使用 Prime Editing 技术高效生成同基因多能干细胞模型。
Elife. 2022 Sep 7;11:e79208. doi: 10.7554/eLife.79208.
4
Prime Editing and DNA Repair System: Balancing Efficiency with Safety.碱基编辑与 DNA 修复系统:在效率与安全性之间取得平衡。
Cells. 2024 May 17;13(10):858. doi: 10.3390/cells13100858.
5
High expression of uracil DNA glycosylase determines C to T substitution in human pluripotent stem cells.尿嘧啶DNA糖基化酶的高表达决定了人类多能干细胞中C到T的替换。
Mol Ther Nucleic Acids. 2021 Nov 29;27:175-183. doi: 10.1016/j.omtn.2021.11.023. eCollection 2022 Mar 8.
6
Enhanced prime editing systems by manipulating cellular determinants of editing outcomes.通过操纵编辑结果的细胞决定因素增强的 Prime 编辑系统。
Cell. 2021 Oct 28;184(22):5635-5652.e29. doi: 10.1016/j.cell.2021.09.018. Epub 2021 Oct 14.
7
Comprehensive analysis of prime editing outcomes in human embryonic stem cells.全面分析人类胚胎干细胞中的 prime 编辑结果。
Nucleic Acids Res. 2022 Jan 25;50(2):1187-1197. doi: 10.1093/nar/gkab1295.
8
Robust genome editing via modRNA-based Cas9 or base editor in human pluripotent stem cells.通过基于 modRNA 的 Cas9 或碱基编辑器在人多能干细胞中进行稳健的基因组编辑。
Cell Rep Methods. 2022 Sep 7;2(9):100290. doi: 10.1016/j.crmeth.2022.100290. eCollection 2022 Sep 19.
9
Development of an Efficient C-to-T Base-Editing System and Its Application to Cellulase Transcription Factor Precise Engineering in Thermophilic Fungus .开发高效的 C 到 T 碱基编辑系统及其在嗜热真菌纤维素酶转录因子精确工程中的应用。
Microbiol Spectr. 2022 Jun 29;10(3):e0232121. doi: 10.1128/spectrum.02321-21. Epub 2022 May 24.
10
Prime editing: advances and therapeutic applications.碱基编辑:进展与治疗应用。
Trends Biotechnol. 2023 Aug;41(8):1000-1012. doi: 10.1016/j.tibtech.2023.03.004. Epub 2023 Mar 30.

引用本文的文献

1
Highly efficient XIST reactivation in female hPSC by transient dual inhibition of TP53 and DNA methylation during Cas9 mediated genome editing.在Cas9介导的基因组编辑过程中,通过对TP53和DNA甲基化进行短暂双重抑制,在女性人多能干细胞中实现高效的XIST基因激活。
Stem Cell Res Ther. 2025 Jul 18;16(1):389. doi: 10.1186/s13287-025-04501-4.
2
Evolution of agricultural biotechnology is the paradigm shift in crop resilience and development: a review.农业生物技术的演变:作物抗逆性与发育的范式转变综述
Front Plant Sci. 2025 Jun 19;16:1585826. doi: 10.3389/fpls.2025.1585826. eCollection 2025.
3
Optimized Prime Editing of Human Induced Pluripotent Stem Cells to Efficiently Generate Isogenic Models of Mendelian Diseases.

本文引用的文献

1
Genotoxic effects of base and prime editing in human hematopoietic stem cells.碱基编辑和先导编辑在人造血干细胞中的遗传毒性效应。
Nat Biotechnol. 2024 Jun;42(6):877-891. doi: 10.1038/s41587-023-01915-4. Epub 2023 Sep 7.
2
MutSα and MutSβ as size-dependent cellular determinants for prime editing in human embryonic stem cells.MutSα和MutSβ作为人类胚胎干细胞中碱基编辑的大小依赖性细胞决定因素。
Mol Ther Nucleic Acids. 2023 May 18;32:914-922. doi: 10.1016/j.omtn.2023.05.015. eCollection 2023 Jun 13.
3
Gene editing with 'pencil' rather than 'scissors' in human pluripotent stem cells.
优化人类诱导多能干细胞的碱基编辑以有效生成孟德尔疾病的同基因模型。
Int J Mol Sci. 2024 Dec 26;26(1):114. doi: 10.3390/ijms26010114.
4
Robust and inducible genome editing via an all-in-one prime editor in human pluripotent stem cells.通过一种一体化的引导编辑器在人类多能干细胞中实现强大且可诱导的基因组编辑。
Nat Commun. 2024 Dec 30;15(1):10824. doi: 10.1038/s41467-024-55104-1.
5
DNA lesion-gated dumbbell nanodevices enable on-demand activation of the cGAS-STING pathway for enhancing cancer immunotherapy.DNA损伤门控哑铃型纳米装置可实现对cGAS-STING通路的按需激活,以增强癌症免疫治疗。
Chem Sci. 2024 Dec 23;16(4):1783-1790. doi: 10.1039/d4sc06493c. eCollection 2025 Jan 22.
利用“铅笔”而非“剪刀”对人类多能干细胞进行基因编辑。
Stem Cell Res Ther. 2023 Jun 20;14(1):164. doi: 10.1186/s13287-023-03394-5.
4
Direct correction of haemoglobin E β-thalassaemia using base editors.使用碱基编辑器直接校正血红蛋白 E β-地中海贫血。
Nat Commun. 2023 Apr 19;14(1):2238. doi: 10.1038/s41467-023-37604-8.
5
Transition Substitution of Desired Bases in Human Pluripotent Stem Cells with Base Editors: A Step-by-Step Guide.使用碱基编辑器在人多能干细胞中对所需碱基进行转换替换:分步指南。
Int J Stem Cells. 2023 May 30;16(2):234-243. doi: 10.15283/ijsc22171. Epub 2023 Feb 28.
6
Transient inhibition of p53 enhances prime editing and cytosine base-editing efficiencies in human pluripotent stem cells.瞬时抑制 p53 可提高人多能干细胞中的 prime 编辑和胞嘧啶碱基编辑效率。
Nat Commun. 2022 Oct 27;13(1):6354. doi: 10.1038/s41467-022-34045-7.
7
Highly efficient generation of isogenic pluripotent stem cell models using prime editing.使用 Prime Editing 技术高效生成同基因多能干细胞模型。
Elife. 2022 Sep 7;11:e79208. doi: 10.7554/eLife.79208.
8
Base editors hit the clinic.碱基编辑器进入临床应用。
Nat Rev Drug Discov. 2022 Aug;21(8):545-547. doi: 10.1038/d41573-022-00124-z.
9
Therapeutic base editing and prime editing of COL7A1 mutations in recessive dystrophic epidermolysis bullosa.COL7A1 突变的治疗性碱基编辑和 Prime 编辑在隐性营养不良型大疱性表皮松解症中的应用。
Mol Ther. 2022 Aug 3;30(8):2664-2679. doi: 10.1016/j.ymthe.2022.06.005. Epub 2022 Jun 10.
10
Multiple isogenic GNE-myopathy modeling with mutation specific phenotypes from human pluripotent stem cells by base editors.碱基编辑器介导的人多能干细胞中具有突变特异性表型的多种同基因 GNE 肌病模型。
Biomaterials. 2022 Mar;282:121419. doi: 10.1016/j.biomaterials.2022.121419. Epub 2022 Feb 17.