CaRPOOL：一种钙记录功能的CRISPR筛选平台，确定CCR7为细胞渗透压机械感应的调节因子

《Cell Communication and Signaling》：CaRPOOL: a pooled calcium?recording CRISPR screening platform identifies CCR7 as a modulator of cellular osmomechanosensing

　　

摘要

细胞必须持续感知环境变化，并通过将物理和化学信号转化为细胞内信号来做出响应。然而，由于信号事件的短暂性和测量实验的通量较低，系统地发现调控这些感知过程的基因受到了限制。在这里，我们介绍了CaRPOOL这一高通量遗传筛选平台，它将钙活性记录器CaMPARI2与CRISPR干扰（CRISPRi）技术相结合，实现了对短暂钙信号的稳定捕获，从而能够进行全基因组范围的功能筛选。以渗透机械刺激作为模型，我们证明了CaMPARI2的光转换能够准确反映刺激依赖性的钙响应，并支持基于荧光激活细胞分选（FACS）的筛选方法。利用CRISPRi文库靶向与膜相关的基因，我们发现了已知以及之前未被描述的渗透机械感受调节因子，其中包括趋化因子受体CCR7。机制分析显示，CCR7通过一条依赖PIEZO1的Gαs–cAMP–PKA通路促进渗透机械刺激下的钙信号传导，从而证实了它是渗透机械反应的GPCR调节因子。值得注意的是，渗透应激会上调免疫细胞系中的CCR7表达，并增强其渗透机械响应性，这表明CCR7可能在渗透机械适应过程中发挥作用。综上所述，这些发现提供了一个广泛适用的高通量基因发现平台，用于识别控制动态信号响应的基因，并揭示了GPCR与离子通道在渗透机械转导中的相互作用机制，这对免疫细胞的机械适应具有潜在的意义。