基因敲除THP-1细胞系
基因敲除THP-1细胞的应用
- 疾病机制与信号通路研究：基因敲除THP-1细胞可用于探究疾病发生和发展的分子机制，特别是与免疫和炎症相关的疾病。通过敲除特定的基因，可以观察其对细胞功能、信号通路和细胞因子释放的影响，从而揭示疾病背后的生物学过程。例如，研究人员可以利用基因敲除THP-1细胞研究巨噬细胞在动脉粥样硬化中的作用，以及泡沫细胞的形成机制。
- 药物筛选与疗效评估：基因敲除THP-1细胞也是药物筛选和疗效评估的重要工具。通过构建特定基因的敲除模型，可以模拟患者的疾病状态，进而测试药物对疾病状态细胞的影响。这种方法不仅提高了药物筛选的效率，还可以降低药物研发的成本和风险。例如，在研究病毒性肺炎的治疗过程中，研究人员利用基因敲除THP-1细胞评估了CypA和CD147在病毒诱导的炎症反应中的作用，为开发新的抗炎症药物提供了思路。
- 细胞治疗与再生医学：在细胞治疗和再生医学领域，基因敲除THP-1细胞也展现出巨大的潜力。通过敲除或修饰特定基因，可以优化THP-1细胞分化为特定功能细胞的能力，为细胞治疗提供更优质的细胞来源。此外，基因敲除THP-1细胞还可以用于构建疾病模型，为细胞替代疗法和基因治疗提供可靠的实验平台。
CRISPR/Cas9基因敲除THP-1细胞研究案例
案例一、基于CRISPR/Cas9技术构建IDO1基因敲除的THP-1细胞株的研究
该研究旨在采用CRISPR/Cas9技术构建吲哚胺-2,3-双加氧酶1（IDO1）基因敲除的THP-1细胞株，为研究IDO1在巨噬细胞中的作用提供细胞模型。
研究者设计了靶向IDO1基因的3条向导RNA（gRNA），构建了IDO1-gRNA重组质粒，并通过酶切及测序鉴定后包装成Lenti-IDO1-gRNA慢病毒。利用Cas9慢病毒感染THP-1细胞获得稳定表达Cas9蛋白的细胞株，再经Lenti-IDO1-gRNA慢病毒感染敲除IDO1基因，有限稀释法获得单克隆细胞株。通过T7E1酶切检测gRNA打靶效率，PCR产物测序和Western blot鉴定IDO1基因敲除效果。成功构建了3种IDO1-gRNA重组质粒，并获得了3株THP-1 IDO1-KO单克隆细胞株。研究发现，IDO1基因敲除可抑制THP-1细胞增殖，下调THP-1巨噬细胞CD11b、CD68表达，上调CD14表达，并增强THP-1巨噬细胞吞噬功能。
该研究成功构建了IDO1基因敲除的THP-1细胞株，并揭示了IDO1对THP-1细胞增殖活性、分化调节以及巨噬细胞吞噬功能调节的重要作用，为后续进一步探讨IDO1基因在巨噬细胞中的功能及机制研究奠定了基础。
案例二、GLP-1R基因敲除的THP-1细胞系建立及其功能研究
巨噬细胞具有高度异质性和可塑性，在不同系统中不同的疾病或同一疾病的不同阶段，巨噬细胞可以发生表型变化，从而履行不同的功能。胰高血糖素样肽-1（GLP-1）在调控巨噬细胞迁移及表型分化等方面发挥着一定作用。
该研究旨在通过Cas9慢病毒介导的方法构建GLP-1R基因稳定敲除的THP-1细胞系，探究GLP-1R表达对巨噬细胞迁移和极化的影响。研究者构建了针对GLP-1R基因的特异性打靶慢病毒载体，建立了GLP-1R-/-THP-1细胞系，并使用嘌呤霉素进行筛选。通过基因测序和蛋白印迹实验（Western blot）进行鉴定后，分别用佛波酯（PMA）、干扰素γ（INF-γ）+脂多糖（LPS）、白介素4（IL-4）刺激野生型组（WT组）和GLP-1R-/-组（KO组），进一步构建WT组和KO组的M0、M1、M2型巨噬细胞模型。利用流式细胞术检测细胞表面分子的表达，qRT-PCR检测相关mRNA的表达，以及Transwell和划痕实验检测GLP-1R对巨噬细胞的迁移情况。基因测序及Western blot结果证实GLP-1R-/-THP-1细胞系构建成功。流式细胞术结果显示，M0型巨噬细胞高表达CD14+，M1型高表达CD14+CD80+，M2型高表达CD14+CD206+。qRT-PCR结果显示，与WT组相比，KO组诱导得到的巨噬细胞中M1型巨噬细胞标志物mRNA表达明显升高，M2型巨噬细胞标志物mRNA表达显著降低。此外，GLP-1R能够影响巨噬细胞的迁移。
该研究成功构建了一株GLP-1R基因敲除的THP-1细胞系，并通过对不同细胞系的诱导分化研究得出GLP-1R基因缺乏可诱导巨噬细胞分泌促炎因子，向M1型巨噬细胞极化；而GLP-1R则可促使巨噬细胞分泌抗炎因子，向M2型巨噬细胞极化。这一发现为深入了解GLP-1在巨噬细胞功能调节中的作用提供了新的视角。
综上所述，基因敲除THP-1在文献中的代表性研究进展体现在多个方面，包括构建特定基因的敲除模型、揭示基因在巨噬细胞中的作用机制以及为疾病治疗和药物筛选提供新的思路和方法等。
微谨生物敲除细胞构建流程