可扩展的体内心脏功能基因组学结合压缩式AAV-Perturb-seq揭示了对扰动的共同线粒体响应

高效识别用于治疗人类疾病的新靶点，需要一种可扩展的方法，能够在靶器官中直接将基因型与表型联系起来。以单细胞RNA测序作为读出方式的池化CRISPR筛选（Perturb-seq）已成为功能基因组学研究的一种方法，但通常仅适用于体外研究，且规模受限。在此，我们将通过腺相关病毒（AAV）介导递送实现的体内Perturb-seq，与一种允许在每个细胞存在多个随机扰动后进行信号解卷积的统计框架（压缩型Perturb-seq）相结合，从而开发出体内压缩型AAV-Perturb-seq，这是一种可扩展的方法，可在所需靶器官中开展高通量、细胞自主性的功能基因组学研究。 我们将该方法应用于研究585个基因敲除对心肌细胞转录组的影响。我们发现，线粒体转录组的改变是对遗传扰动的一种共同响应，这一发现已在不同物种和不同扰动模式中得到独立验证。尽管我们观察到频繁的组合效应，但识别出的协同扰动极少。总体而言，我们的工作建立了一个平台，可促进在靶器官中开展体内功能基因组学研究，并可直接应用于识别治疗人类疾病的治疗靶点。

高效鉴定用于治疗人类疾病的新靶点，需要一种可扩展的方法，能够在目标器官中直接将基因型与表型联系起来。以单细胞RNA测序为读出方式的池化CRISPR筛选（Perturb-seq）已成为功能基因组学研究的一种方法，但其通常应用于体外体系，且规模受限。在此，我们将通过腺相关病毒（AAV）介导递送的体内Perturb-seq与一种统计框架相结合，该框架允许在每个细胞存在多个随机扰动的情况下进行信号解卷积（compressed Perturb-seq），从而开发出体内压缩AAV-Perturb-seq，这是一种可扩展的方法，可在目标器官中开展高通量、细胞自主性的功能基因组学研究。我们应用该方法研究了585个基因敲除对心肌细胞转录组的影响。我们发现，线粒体转录组的改变是对遗传扰动的共同反应，这一发现已在不同物种和不同扰动方式中得到独立验证。尽管我们观察到频繁的组合效应，但仅识别出极少数协同扰动。总体而言，我们的工作建立了一个平台，有助于在目标器官中开展体内功能基因组学研究，并可直接应用于鉴定治疗人类疾病的治疗靶点。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.01.729445v1?rss=1

🏷️ 体内功能基因组学 AAV-Perturb-seq 单细胞RNA测序 心肌细胞 线粒体响应 CRISPR基因敲除