详细介绍
阳性细胞筛选是基因编辑的核心环节,其效率直接影响实验周期与成功率。
核心目标
从混合细胞群中分离成功编辑的细胞(如基因敲除/KO、敲入/KI)。
排除野生型细胞干扰(未编辑细胞占比高时,易导致假阴性)。
关键挑战
细胞损伤:长期筛选导致细胞老化(猪成纤维细胞传代后增殖能力骤降)。
假阳性风险:部分编辑未wan全破坏基因功能(如移码突变未致功能丧失)。
通量瓶颈:传统单克隆培养需22天以上,且阳性率不足20%。
利用修复机制触发荧光/抗性标记表达,实现可视化和快速分选:
修复机制 | 报告系统设计 | 筛选方法 | 优势 | 案例 |
---|---|---|---|---|
NHEJ | 靶向破坏荧光蛋白终止子→恢复表达 | FACS分选GFP⁺细胞 | 直观高效,适用于KO | CRISPR-DIY载体 |
HDR | 同源重组插入抗性基因(如Puroᵣ) | 抗生素压力筛选 | 适合KI,成本低 | 碧云天CRISPR质粒 |
SSA | 断裂诱导单链退火修复→荧光蛋白重构 | 流式细胞术 | 灵敏度高,脱靶率低 | 多重基因编辑验证 |
操作流程(以NHEJ-GFP系统为例):
构建含GFP-TAA终止子的编辑载体(sgRNA靶向TAA区域)。
转染细胞后,NHEJ修复破坏终止子→GFP表达。
72h后使用流式细胞仪(如iQue®)分选GFP⁺细胞。
突破性方案:仅需50个细胞即可完成基因型鉴定,缩短周期15天以上。
关键参数:
细胞量:≥50个(20细胞组检出率不足,P<0.01)。
酶切灵敏度:T7E1可检测≥5%的编辑效率。
验证步骤:Sanger测序确认突变类型(如插入/缺失)。
方法 | 原理 | 适用场景 | 局限 |
---|---|---|---|
T7E1酶切 | 错配切割产生异源双链 | 初筛(低成本) | 灵敏度低(≥5%编辑率) |
Sanger测序 | 直接读取序列变异 | 单克隆验证 | 通量低 |
高通量测序 | 深度覆盖靶位点突变 | 多基因/脱靶分析 | 成本高 |
操作优化:
混合克隆预筛:FA-PCR检测群体编辑率,>30%时再分选单克隆。
双验证策略:T7E1初筛阳性克隆 → Sanger测序确认(避免假阳性)。
细胞类型 | 推荐方法 | 理由 |
---|---|---|
原代细胞 | 微量细胞鉴定法 | 避免长期培养致老化(猪成纤维细胞) |
肿瘤细胞系 | 抗生素筛选 + FACS | 增殖快,耐药性稳定 |
iPSCs | HDR报告系统 + 单克隆测序 | 维持多能性,需高精度编辑 |
编辑类型 | 筛选技术 | 关键指标 |
---|---|---|
基因敲除(KO) | NHEJ-GFP报告系统 | GFP⁺细胞占比(流式定量) |
基因敲入(KI) | 抗生素筛选 + PCR验证 | 抗性存活率 + 侧翼序列扩增 |
点突变(PM) | T7E1 + 深度测序 | 突变频率>90% |
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