2026年5月6日，中国医学科学院血液病医院（中国医学科学院血液学研究所）饶书权、程涛、姚瑶、程辉团队与中国科学院天津工业生物技术研究所薛超友团队合作在 Nature Communications 《自然通讯》在线发表了题为“Engineered dCas12f1-SAM enables robust transcriptional activation and gain-of-function screening in primary human cells”（工程化dCas12f1-SAM系统实现原代人类细胞高效转录激活与功能获得性筛选）的研究论文。该研究开发了一套紧凑高效的dCas12f1-SAM转录激活系统，克服了传统CRISPRa工具因体积过大难以递送至原代细胞的瓶颈，在原代T细胞和造血干祖细胞中实现了高效的内源基因激活及功能筛选，为细胞工程与免疫治疗提供了新的技术工具。

CRISPR激活（CRISPRa）筛选技术通过激活内源基因表达进行功能获得性筛选，在基因功能解析和治疗靶点发现中具有重要价值。然而，传统CRISPRa系统依赖体积较大的Cas蛋白，难以通过慢病毒高效递送至原代人类细胞。开发体积更小、活性更高的CRISPRa工具是该领域的关键挑战。

该研究基于协同激活介质（SAM）系统原理：在sgRNA支架中插入MS2茎环，使其能够特异性招募MCP-p65-HSF1共激活子，与dCasMINI-VP64协同实现强效转录激活。研究团队通过分析Un1Cas12f1-sgRNA复合物晶体结构，将MS2适配体定点插入至外暴露的茎环位点，经多轮优化获得最佳scaffold 2.1结构，建立了dCas12f1-SAM系统。实验表明，该系统对CD2、HBG和IFNγ等内源基因的激活效率较现有工具提升数十至上百倍。得益于紧凑设计（总长约3.8-4.0 kb），其慢病毒转导效率在原代T细胞和CD34+造血干祖细胞中均显著高于传统dCas9-SAM系统。

  dCas12f1-SAM系统设计、内源性基因激活效果及人原代细胞转导效率

在此基础上，团队设计了靶向人类转录因子的sgRNA文库，通过CRISPRa筛选，成功在原代人T细胞中鉴定出对IL-2因子分泌发挥调控作用的转录因子。进一步的，团队还构建了miCROP-seq单细胞分析平台，实现在单细胞水平解析CRISPRa基因扰动后细胞激活状态差异及独特的细胞聚类特征。研究还揭示了KLF12、LHX5转录因子的过表达促进了CD19 CAR-T细胞的抗肿瘤活性。

该研究获得国家重点研发计划（2021YFA1102300）、国家自然科学基金（82370118、92368202等）、中国医学科学院医学与健康科技创新工程（2024-I2M-3-004、2025-I2M-XHXX-140、2024-I2M-ZH-015等）和天津市自然科学基金（J230018）等项目支持。血液病医院饶书权研究员、程涛教授、姚瑶研究员、程辉研究员和中国科学院天津工业生物技术研究所薛超友研究员为共同通讯作者，曹佳璇博士、博士生柳志睿、陈信文硕士、博士生兰梓琳为共同第一作者。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-026-72833-7

供稿：专项处