ヒト赤血球細胞における推定胎児グロビンリプレッサーのCRISPR-CAS9の尋問

鎌状赤血球疾患およびβ-サラセミアは、それぞれ成人の欠陥または欠陥があるβ-グロビン（HBB）がそれぞれ引き起こされ、世界で最も一般的な深刻な遺伝的血液疾患です。グロビンとしても知られる胎児のβ様グロビンの持続的な発現は、胎児ヘモグロビンテトラマー（HBF）の一部として成人のβ-グロビンの代わりに供給することにより、両方の障害を改善することができます。ここでは、CRISPR-CAS9遺伝子編集を使用して、アップレギュレートされた𝛾グロビンに関連する天然に存在する欠失変異の比較によって同定されたΔ-グロビン遺伝子の上流の潜在的な𝛾グロビンサイレンサー領域を探求します。1.7 kbコンセンサス要素の削除または細胞のバルク集団から350 bpサブ領域を選択すると、HBFのレベルが増加することがわかります。1つのサブリージョンでの個々のSGRNAのスクリーニングにより、3つの単一ガイドが明らかになり、それが𝛾グロビン発現の増加を引き起こしました。Hudep-2クローンサブリン、およびCD34+造血幹/前駆細胞（HSPC）に由来するコロニーの1.7 kb領域の削除は、Globinの有意なアップレギュレーションを引き起こしません。これらのデータは、1.7 kb領域が自律的な𝛾グロビンサイレンサーではないことを示唆しているため、それ自体がβ-ヘモグロビノパシーの遺伝子編集治療に適した治療標的ではありません。

Sickle Cell Disease and ß-thalassemia, which are caused by defective or deficient adult ß-globin (HBB) respectively, are the most common serious genetic blood diseases in the world. Persistent expression of the fetal ß-like globin, also known as 𝛾-globin, can ameliorate both disorders by serving in place of the adult ß-globin as a part of the fetal hemoglobin tetramer (HbF). Here we use CRISPR-Cas9 gene editing to explore a potential 𝛾-globin silencer region upstream of the δ-globin gene identified by comparison of naturally-occurring deletion mutations associated with up-regulated 𝛾-globin. We find that deletion of a 1.7 kb consensus element or select 350 bp sub-regions from bulk populations of cells increases levels of HbF. Screening of individual sgRNAs in one sub-region revealed three single guides that caused increases in 𝛾-globin expression. Deletion of the 1.7 kb region in HUDEP-2 clonal sublines, and in colonies derived from CD34+ hematopoietic stem/progenitor cells (HSPCs), does not cause significant up-regulation of 𝛾-globin. These data suggest that the 1.7 kb region is not an autonomous 𝛾-globin silencer, and thus by itself is not a suitable therapeutic target for gene editing treatment of ß-hemoglobinopathies.