一个可靠的交换机生物传感器用于多功能miRNA成像和在活细胞和急性肝损伤小鼠模型中的治疗应用

科学领域:

• 合成生物学 合成生物学
• 分子生物学分子生物学
• 生物医学工程 生物医学工程

背景情况:

• 工程生物系统对生物医学成像,基因调节和疾病治疗学具有前景.
• 目前的进步受到了报告,响应和控制细胞内组件的工具的限制.
• 微RNAs (miRNAs) 在细胞过程和疾病发病过程中起着至关重要的作用.

研究的目的:

• 开发一种多功能脚开关生物传感器 (TX-miR) 用于体内miRNA成像和基因调节.
• 证明TX-miR系统用于监测神经发生,控制细胞增殖,启用基因编辑和治疗肝损伤的实用性.

主要方法:

• 在TX-miR平台上开发了五个特定的托管开关系统 (TF-miR-124a,TR-miR-9,TP-miR-124a,TA-miR-124a,TN-miR-155).
• 在哺乳动物细胞和小鼠中神经发生过程中神经特异性miRNAs的体内成像.
• 基因编辑和基因表达的调制 (p21,CDK2,Nrf-2),以响应特定的miRNAs.

主要成果:

• 在神经发生过程中,TF-miR-124a和TR-miR-9精确监测了miRNA-124a和miRNA-9活动.
• 通过调节p21基因,TP-miR-124a抑制了细胞增殖.
• TA-miR-124a启用了miRNA诱导的,Cas9抑制的,细胞特异的CDK2.2基因编辑.
• TN-miR-155调节Nrf-2表达,减轻小鼠在败血症引起的急性肝损伤.

结论:

• TX-miR平台为miRNA成像提供了一个可靠和多功能生物传感器.
• TX-miR系统为疾病治疗提供CRISPR/Cas9介导的,细胞类型特定的基因疗法.
• 这种工程生物系统为推进精密医学和合成生物学应用提供了强大的工具.