CRISPR-KO全基因组敲除文库

一站式服务，从设计到发现——让基因功能研究不再是难题

在当今生命科学研究中，理解基因功能是解码疾病机制、开发新型疗法的关键。然而，传统基因敲除方法耗时费力，难以满足高通量筛选需求。

舒桐CRISPR-KO文库服务为您提供从文库设计到数据分析的全流程一站式解决方案，让您专注于科学发现，而非技术细节。我们不仅提供工具，更是您基因功能研究的可靠伙伴。

图1 CRISPR敲除原理示意图

1. 什么是CRISPR-KO文库？

CRISPR-KO（Knockout）文库是利用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建的强大基因筛选工具。通过包含数千至数万个精心设计的sgRNA（单导向RNA），该文库能够系统性地敲除目标基因组中几乎所有蛋白编码基因，帮助研究者快速鉴定特定生物学过程或疾病相关的关键基因。

2. 核心技术原理

• 精准靶向识别：每个sgRNA特异性识别目标基因的外显子区域，优先选择靠近起始密码子的5'端外显子，确保高效敲除

• 高效基因编辑：Cas9核酸酶在sgRNA引导下精准切割DNA双链，产生双链断裂

• 永久性功能失活：细胞通过非同源末端连接（NHEJ）修复断裂时引入插入/缺失突变（indels），导致移码突变和基因功能永久丧失

• 高通量表型筛选：通过特定条件筛选，富集或耗竭的sgRNA直接揭示相关基因功能

图2 CRISPR-KO 文库核心技术原理示意图

3. 舒桐一站式服务优势——您的科研加速器

传统CRISPR筛选实验需要协调多个环节：文库设计、载体构建、病毒包装、细胞筛选、测序分析……每个步骤都可能成为瓶颈。更让研究者头疼的是，不同环节往往需要对接不同供应商，沟通成本高、周期漫长、质量难以把控。

选择舒桐,您只需要一个决定！我们依托博士后科研工作站的强大研发团队，整合分子、细胞、病毒、生信、NGS五大专业部门，为您打通全流程七大关键环节：

图3 舒桐 CRISPR-KO 文库一站式服务流程示意图

4. 五大核心竞争力

• 博士后工作站,顶尖科研团队：依托博士后科研工作站,汇聚强大的博士后研发团队，具备深厚的学术背景和丰富的项目经验，为文库设计和数据分析提供专业保障。

• 多部门协作,全流程质控：整合分子生物学、细胞生物学、病毒包装、生物信息学、NGS测序五大专业部门，形成无缝衔接的服务链条，每个环节都有专业团队把关。

• 自主设计算法,更高敲除效率：自主研发的gRNA设计算法，结合生信团队深度优化，敲除效率高达60-90%，显著提升筛选成功率。

• 专业病毒包装平台,攻克难转染细胞：独立病毒包装部门，高滴度慢病毒制备技术，成功应用于原代细胞、神经元、免疫细胞等难转染细胞系。

• 一站式服务,省时省力省心：从文库设计到数据解读，全程一站式服务，您无需协调多个供应商，大幅降低沟通成本，缩短30-50%项目周期。

5. 应用场景——解锁生命科学研究新维度

5.1 肿瘤相关基因筛选

系统性鉴定肿瘤细胞存活、增殖和耐药性相关的必需基因，发现新的抗癌药物靶点或揭示肿瘤耐药机制。

5.2 免疫细胞治疗优化

鉴定提升T细胞杀伤活性、克服肿瘤微环境抑制的关键基因，赋能CAR-T、TIL等细胞免疫疗法。

5.3 病毒宿主因子研究

鉴定病毒复制、进入或免疫逃逸所需的宿主因子，为开发抗病毒疗法提供新靶点。

5.4 代谢通路解析

系统性解析细胞代谢网络，发现关键调控节点，助力代谢疾病研究和药物开发。

5.5 合成致死筛选

在特定基因突变背景下（如KRAS、TP53突变），筛选合成致死伴侣基因，为精准医疗提供理论基础。

6. 高分文献案例——看CRISPR-KO文库如何推动科学突破

6.1 案例一：Nature 2025——CRISPR筛选赋能CAR-T细胞治疗

文献信息：Datlinger et al. (2025). Systematic discovery of CRISPR-boosted CAR T cell immunotherapies.Nature.

图4 CELLFIE 平台高通量 CRISPR 筛选系统示意图

研究背景：CAR-T细胞疗法在血液肿瘤治疗中取得了显著成功，但CAR-T细胞功能障碍仍是治疗失败的主要原因。如何系统性地提升CAR-T细胞的增殖能力、持久性和肿瘤杀伤效能，一直是该领域的重大挑战。

技术方案：研究团队开发了CELLFIE平台，这是一个专门用于人原代CAR-T细胞的高通量CRISPR筛选系统。该平台巧妙解决了CAR、sgRNA文库和Cas9编辑器的高效共递送难题，并设计了多维度表型检测（增殖、靶细胞识别、活化、凋亡、耗竭等）。

关键发现：

• 全基因组筛选结合体内CROP-seq验证，鉴定出RHOG、PRDM1和FAS基因敲除能显著增强CAR-T细胞功能

• RHOG敲除是一个意外发现：虽然RHOG缺陷在正常免疫系统中导致免疫缺陷，但在CAR-T细胞中却产生强大增效作用——21天后RHOG-KO CAR-T细胞占比达25%

• 组合筛选发现RHOG+FAS双基因敲除产生协同增效，在多种体内模型、不同CAR设计和患者来源细胞中均展现出卓越的抗肿瘤活性

临床意义：这项研究展示了CRISPR-KO文库筛选在细胞免疫治疗优化中的巨大潜力。通过系统性筛选，研究者不仅发现了意想不到的增强靶点，还证明了联合基因编辑策略能够大幅提升CAR-T疗效。这为下一代'超级CAR-T'的研发指明了方向。

6.2 案例二：预测宫颈癌新辅助化疗应答的15基因分类器

文献信息：Tian X et al. (2021). A Fifteen-Gene Classifier to Predict Neoadjuvant Chemotherapy Responses in Patients with Stage IB to IIB Squamous Cervical Cancer. Adv Sci.

图5 宫颈癌新辅助化疗应答 15 基因分类器相关示意图

研究背景：宫颈鳞癌患者接受新辅助化疗(NACT)后的应答率存在显著个体差异，约30-40%的患者对化疗不敏感。如何在治疗前准确预测患者对NACT的应答情况，从而避免无效治疗、减少不必要的毒副作用并优化个体化治疗方案，一直是宫颈癌精准医疗领域的关键挑战。

技术方案：研究团队基于IB-IIB期宫颈鳞癌患者的治疗前活检样本，通过全基因组表达谱分析结合机器学习算法，系统筛选与NACT应答相关的基因标志物。研究采用训练集-验证集的策略，通过多元logistic回归和交叉验证优化基因组合，最终构建了一个包含15个基因的预测分类器模型。

关键发现：

• 成功鉴定出15个与NACT应答密切相关的基因标志物，这些基因涉及细胞周期调控、DNA损伤修复、药物代谢和肿瘤微环境等多个生物学通路

• 该15基因分类器在训练集中展现出高准确度，能有效区分化疗敏感型和耐药型患者(准确率>80%)

• 独立验证队列证实了分类器的稳健性和可重复性，为临床转化提供了坚实基础

• 应答组和非应答组患者在基因表达谱上呈现显著差异，提示不同的分子亚型可能需要差异化的治疗策略

临床意义：这项研究开发的15基因分类器为宫颈癌患者的治疗决策提供了重要的分子诊断工具。通过治疗前的基因表达检测，临床医生可以预判患者对NACT的应答可能性，从而为预测应答不佳的患者选择替代治疗方案(如直接手术或放化疗)，实现真正的精准治疗。该研究展示了基因组学技术在肿瘤个体化医疗中的应用价值，为宫颈癌乃至其他实体瘤的疗效预测研究提供了方法学参考。

6.3 案例启示

这两篇高分文献从不同角度展示了基因组学技术在肿瘤精准医疗中的重要价值：

6.3.1 CRISPR筛选技术的创新应用

• 无偏筛选突破认知局限：RHOG基因的发现颠覆了传统认知——在正常免疫系统中导致缺陷的基因，在CAR-T细胞中却能产生强大的功能增强效果，凸显了系统性筛选的不可替代性

• 组合策略实现协同增效：RHOG+FAS双基因敲除展现出远超单基因编辑的疗效提升，证明了多靶点联合干预在细胞治疗优化中的巨大潜力

• 体内验证保障临床转化：通过多种肿瘤模型、不同CAR设计和患者来源细胞的验证，确保了研究发现的临床相关性和可转化性

6.3.2 基因表达谱分析的精准预测

• 分子分型指导治疗决策：15基因分类器能够在治疗前准确识别化疗敏感和耐药患者，避免无效治疗，体现了"先诊断后治疗"的精准医学理念

• 多维度生物标志物整合：整合细胞周期、DNA修复、药物代谢等多通路基因信息，比单一标志物具有更高的预测准确性和稳健性

• 临床实用性与可及性：基于治疗前活检样本的基因检测具有良好的临床可操作性，为个体化治疗方案制定提供了实用工具

6.4 共同启示

两项研究均强调了从基因层面理解疾病异质性的重要性，为肿瘤免疫治疗和化疗疗效预测提供了互补的技术路径——前者通过功能筛选发现治疗增强靶点，后者通过表达谱分析实现患者分层，共同推动肿瘤精准医疗的发展。

舒桐的一站式CRISPR-KO文库服务正是为了让您的研究也能达到这样的高度。从文库设计到数据分析，我们为您打通每一个技术环节，让您专注于科学问题本身，而非技术障碍。

7. 技术优势总结

• 全基因组覆盖：涵盖人类、小鼠等模式生物的所有编码基因，或根据需求定制特定基因集

• 高效敲除：NHEJ介导的突变效率高达60-90%，确保可靠的基因功能失活

• 表型稳定：基因敲除为永久性改变，表型稳定且可遗传

• 高通量筛选：一次实验可同时评估数千个基因的功能，效率远超传统方法

• 成本效益：相比传统基因敲除方法，显著降低时间和经济成本

8. 为什么选择舒桐？

在基因功能研究的道路上，技术只是工具，真正的价值在于能否将复杂的技术转化为可靠的科学发现。选择舒桐，您获得的不仅是一项服务，更是一个科研伙伴：

• 我们拥有博士后科研工作站和强大的博后团队，具备深厚的学术背景和前沿的科研视野，能够为您的项目提供高水平的技术支持和学术建议

• 我们整合了分子、细胞、病毒、生信、NGS五大专业部门，形成高效协作的服务体系，每个环节都有专业团队保驾护航

• 我们深知每个研究项目的独特性，提供个性化的文库设计和筛选方案，而非千篇一律的标准化服务

• 我们拥有成熟的技术平台和丰富的项目经验，能够应对各种复杂细胞类型和实验需求，确保项目顺利推进

• 我们提供全流程质量把控和一站式服务，从文库设计到数据分析，让您告别多供应商协调的烦恼，大幅缩短项目周期

让我们携手合作，将您的科研想法转化为高质量的研究成果。无论是发表高分文献，还是推动临床转化，舒桐都将是您最值得信赖的技术伙伴。

联系我们

如果您对CRISPR-KO文库服务感兴趣，或希望了解更多技术细节和项目案例，欢迎随时联系我们。我们的技术团队将竭诚为您提供专业咨询和定制化解决方案。

珠海舒桐生物科技有限公司

让基因功能研究更简单，让科学发现更高效！

参考文献

[1] Datlinger, P., Pankevich, E. V., Arnold, R., et al. (2025). Systematic discovery of CRISPR-boosted CAR T cell immunotherapies. Nature.

[2] Shifrut, E., Carnevale, J., Tobin, V., et al. (2018). Genome-wide CRISPR screens in primary human T cells reveal key regulators of immune function. Cell, 175(7), 1958-1971.

[3] Shalem, O., Sanjana, N. E., & Zhang, F. (2015). High-throughput functional genomics using CRISPR–Cas9. Nature Reviews Genetics, 16(5), 299-311.

[4] Doench, J. G., et al. (2016). Optimized sgRNA design to maximize activity and minimize off-target effects of CRISPR-Cas9. Nature Biotechnology, 34(2), 184-191.

[5] Wang, T., Wei, J. J., Sabatini, D. M., & Lander, E. S. (2014). Genetic screens in human cells using the CRISPR-Cas9 system. Science, 343(6166), 80-84.

[6] Sanson, K. R., et al. (2018). Optimized libraries for CRISPR-Cas9 genetic screens with multiple modalities. Nature Communications, 9(1), 5416.

[7] Tian X, Wang X, Cui Z, et al. (2021）. A Fifteen-Gene Classifier to Predict Neoadjuvant Chemotherapy Responses in Patients with Stage IB to IIBSquamous Cervical Cancer. Adv Sci, 8(10):2001978.