日本語AIでPubMedを検索
3 次元幹細胞培養における CRISPR Cas9 の疾患モデルへの応用
Exploiting CRISPR Cas9 in Three-Dimensional Stem Cell Cultures to Model Disease.
PMID: 32671050 PMCID: PMC7326781. DOI: 10.3389/fbioe.2020.00692.
抄録
三次元（3D）細胞培養法は、幹細胞をはじめとする様々な種類の細胞を用いて、細胞の生物物理学的・生化学的な微小環境を正確に調節し、様々な細胞シグナルを制御するために広く利用されてきました。その結果、特に多細胞スフェロイドやオルガノイドの形成により、より類似した微小環境が再現され、より有効な疾患メカニズムが得られる可能性があります。最近では、CRISPR Cas9のようなゲノム工学ツールは、遺伝子発現を制御するための技術のレパートリーを拡大しており、外部シグナルの合図を細胞内の制御要素で補完します。その結果、CRISPR Cas9と3D細胞培養法を組み合わせることで、いくつかの疾患表現型を支える分子機構の理解が深まり、より迅速かつ効果的に臨床候補へと進展する可能性のある新しい治療法の開発につながる可能性がある。さらに、CRISPR Cas9ツールを用いて遺伝子をレスキューすることで、様々な変性疾患の遺伝子治療ツールとしての利用に一歩近づくことができます。ここでは、CRISPR Cas9 ゲノム編集と 3D スフェロイドおよびオルガノイド細胞培養との橋渡しを行い、患者由来細胞と非患者由来細胞の両方で疾患の進行をよりよく理解するための概要を提供し、普及するために克服しなければならない潜在的な残りのギャップに対処する。
Three-dimensional (3D) cell culture methods have been widely used on a range of cell types, including stem cells to modulate precisely the cellular biophysical and biochemical microenvironment and control various cell signaling cues. As a result, more -like microenvironments are recapitulated, particularly through the formation of multicellular spheroids and organoids, which may yield more valid mechanisms of disease. Recently, genome-engineering tools such as CRISPR Cas9 have expanded the repertoire of techniques to control gene expression, which complements external signaling cues with intracellular control elements. As a result, the combination of CRISPR Cas9 and 3D cell culture methods enhance our understanding of the molecular mechanisms underpinning several disease phenotypes and may lead to developing new therapeutics that may advance more quickly and effectively into clinical candidates. In addition, using CRISPR Cas9 tools to rescue genes brings us one step closer to its use as a gene therapy tool for various degenerative diseases. Herein, we provide an overview of bridging of CRISPR Cas9 genome editing with 3D spheroid and organoid cell culture to better understand disease progression in both patient and non-patient derived cells, and we address potential remaining gaps that must be overcome to gain widespread use.
Copyright © 2020 Gopal, Rodrigues and Dordick.