大规模CRISPR/Cas9基因组编辑研究干细胞多能分化性

Based on the urgent requirement of functional genomics research and the rapid development of gene editing technology, this project propose to work on the function interrogation of the whole genome, the pluripotency of the induced pluripotent stem cells using the CRISPR/Cas9 gene editing and regulation technology. At first, we plan to construct large-scale human CRISPR sgRNA libraries for the activation or interference of the whole genome or the key genes of the genome. Then we will apply the CRISPR/Cas9 technology, with the engineered sgRNA libraries, to manipulate the genome, in order to research the pluripotency of the induced pluripotent stem cells. Our proposal will reveal how iPS cells maintain their pluripotency from the genomic point of view, so as to provide important theoretical and technical supports for regenerative medicine of stem cells research.

针对目前对基因组功能学研究的迫切需要以及基因编辑技术的新兴和飞速发展，本项目提出应用CRISPR基因编辑和表达调控工具，研究全基因组功能筛选、诱导性多能干细胞的多能性问题。本项目首先分别构建人的大规模CRISPR全基因组基因和基因组关键基因的激活和沉默调控的向导RNA库，在此基础上，将CRISPR/Cas9技术应用到诱导性多能干细胞的研究，揭示干细胞维持其干性(多能性)的基因组学基础，以达到为干细胞再生医学提供重要的理论、技术支撑的目的。

针对目前对基因组功能学研究的迫切需要以及基因编辑技术的兴起和飞速发展，本项目应用CRISPR基因编辑和表达调控工具，阐明了使用全基因组功能筛选等方法研究干细胞的多能性、分化性问题，以及下游信号的调控基因网络筛选问题。本项目首先分别构建了基于CRISPR基因编辑和表达调控技术的单导向和双导向sgRNA库，并应用单导向sgRNA库和双导向sgRNA库，进行了对于干细胞如何维持干性的系统性研究，揭示干细胞维持其干性（多能性）的基因组学基础；其次应用CRISPR系统筛选了人原代CD8+T细胞中PD-1的表达及其下游信号的调控基因网络；最后进行了诱导性多能干细胞的制备、诱导分化及其功能验证。本项目的研究结果提示，通过靶向敲除基因Hit1，将增强CD8+T细胞的杀伤能力和抵抗免疫耐受微环境的能力。