CRISPR-Cas9介导基因组编辑实现小鼠脑内单细胞内源蛋白精准标记技术

来自日本的研究人员开发了SLENDR（CRISPR-Cas9介导同源定向修复的单细胞内源蛋白标记）技术，通过子宫内电穿孔将HDR基因组编辑引入胚胎大脑神经元前体细胞，实现了哺乳动物大脑单神经元内源蛋白的基因编码标记，为解析大脑神经元功能分子机制提供了高分辨率可视化工具。

　　

这项突破性研究展示了如何利用CRISPR-Cas9基因编辑系统在活体哺乳动物大脑中实现单细胞水平的内源蛋白标记。通过同源定向修复（HDR）机制，研究人员将基因编码的荧光标签精准插入目标蛋白基因位点，从而在发育中的小鼠大脑皮层锥体神经元内实现内源蛋白的原位标记。

关键技术采用子宫内电穿孔（in utero electroporation）将编辑组件递送至胚胎期神经元前体细胞，经过精确的基因组编辑后，成熟的神经元会持续表达带有荧光标记的内源蛋白。这种被称为SLENDR的技术无需抗体标记或转基因过表达，即可通过常规荧光显微镜观察到单个神经元内蛋白质的亚细胞分布特征。

在初级体感皮层中的应用表明，该方法能清晰显示突触输入到神经元输出信号传递过程中关键蛋白的空间排布。这种单分子水平的可视化技术为解析大脑神经回路功能架构提供了新视角，特别是在研究跨尺度神经信息处理机制方面具有独特优势。基因组编辑的时空特异性控制使得在特定发育阶段标记特定神经元亚群成为可能，为神经发育疾病机制研究开辟了新途径。