Elane-flox 基因敲除小鼠

Elane基因编码中性粒细胞弹性蛋白酶，这是一种在中性粒细胞中发现的丝氨酸蛋白酶，参与宿主防御过程。Elane基因突变会导致严重的先天性中性粒细胞减少症（SCN），这是一种威胁生命的疾病，患者由于中性粒细胞数量不足，容易反复感染。SCN患者中性粒细胞的成熟受到干扰，这可能是由于Elane基因突变导致的蛋白质结构或功能异常。例如，突变可能导致蛋白质的截断，从而影响其功能。此外，突变也可能导致蛋白质的错误折叠或降解，从而影响中性粒细胞的成熟和功能。

研究表明，Elane基因突变会导致中性粒细胞成熟障碍，进而导致SCN。在人类造血干细胞和祖细胞（HSPCs）中进行的CRISPR筛选发现，Elane基因的早期外显子突变会导致无义介导的降解（NMD），从而克服SCN患者的HSPCs中中性粒细胞成熟阻滞，并产生正常的造血重建功能。然而，末端外显子的移码突变会逃逸NMD，并复制SCN相关的中性粒细胞成熟阻滞，从而建立了ELANE突变SCN的动物模型。此外，只有-1帧的插入或删除（indels）会阻碍中性粒细胞成熟，而-2帧的晚期外显子indels会抑制翻译并支持中性粒细胞成熟。基因编辑原发性HSPCs可以准确识别变异的致病性，阐明疾病的分子机制，并鼓励对ELANE突变中性粒细胞减少症进行通用的治疗方法，以恢复正常的中性粒细胞产生并保持HSPC功能[1]。

CRISPR-Cas9n介导的ELANE启动子编辑已被开发为一种治疗ELANE-CN的治愈性疗法。该编辑通过在ELANE启动子TATA盒的对DNA链上引入两个单链DNA断裂，有效地抑制了ELANE mRNA的表达。这种编辑在体外和体内有效地恢复了ELANE-CN CD34+造血干细胞和祖细胞（HSPCs）的缺陷性中性粒细胞分化，而没有影响编辑中性粒细胞的功能。CRISPResso分析表明，编辑的ELANE-CN CD34+ HSPCs的靶向效率超过90%。同时，GUIDE-seq、CAST-Seq和rhAmpSeq显示了一个安全的非靶向谱，没有发现脱靶位点和染色体易位。因此，在自体干细胞移植的情况下，使用MILESTONE对ELANE-CN HSPCs进行体外基因编辑，可能是一种通用、安全、高效的基因治疗方法，适用于ELANE-CN患者[2]。

SCN患者由于中性粒细胞数量不足，容易反复感染。一些患者对重组人粒细胞集落刺激因子（rhG-CSF）没有反应，并且大约15%的ELANE-CN患者会发展为骨髓发育不良或急性髓系白血病。因此，需要寻找新的治疗方法。基因编辑技术，如CRISPR/Cas9，为治疗SCN提供了一种有希望的策略。通过基因编辑，可以修复Elane基因突变，恢复中性粒细胞成熟和功能，从而减少感染风险。

此外，基因编辑还可以用于研究Elane基因突变导致SCN的分子机制。通过基因编辑，可以创建Elane基因突变小鼠模型，用于研究SCN的发病机制和治疗方法。这些研究有助于深入了解SCN的病理生理学，并为开发新的治疗方法提供理论基础。

总之，Elane基因突变是SCN的主要原因之一。基因编辑技术为治疗SCN提供了一种有希望的策略，可以修复Elane基因突变，恢复中性粒细胞成熟和功能，从而减少感染风险。此外，基因编辑还可以用于研究SCN的分子机制，为开发新的治疗方法提供理论基础。随着基因编辑技术的不断发展，我们有理由相信，SCN的治疗将会取得更大的进展[3][4][5][6][7][8]。