超过百个成功敲入KI案例，海星生物一站式解决细胞基因功能研究纯合/杂合敲入细胞系。

Cas9-Cell line Knock-In service（Cas9-CKI）基因定点敲入细胞系是Cas9X技术团队针对实验室常用的各种细胞系，研究并确立针对不同的细胞的外源基因或者片段高效敲入（Knock-in, KI）的技术操作规程，主要目的就是：解决KI效率低下和KI片段长度限制的问题。

目前使用Cas9的进行基因KI研究方法，主要应用在目的基因后面加上标签，对目的蛋白进行定位；再有就是通过对小鼠细胞的目的基因进行修饰替换成为人的基因，用于动物的CDX模型等。KI实现的方案包括：使用合成的Oligo或者ssDNA（single-stranded DNA，ssDNA）作为“Donor”来实现长片段的敲入；也可以通过AAV病毒的方式（其病毒以ssDNA的方式存在于细胞核中）导入ssDNA作为“Donor”载体，也可以通过dsDNA片段或者环状质粒作为“Donor”来实现KI的目的。

但是不同的细胞模型KI的效率依然不能令人满意，且不同的细胞系之间的效率差异很大，很多细胞无法实现定点的KI。 Cas9X针对不同的片段的长度和不同的细胞特性使用不同的KI策略：小的片段使用Oligo进行KI，再长一点的使用ssDNA进行KI，如果长度超过1Kb的将使用重组的办法进行KI。针对细胞系的KI效率非常低的，需要先构建Cas9稳转细胞株再进行gRNA和Donor的转染来提高KI效率。Cas9X努力优化实验条件满足不同细胞系和不同片段长度的KI服务需求。

Cas9X将为你的细胞探索最优化的KI实验方案。

Cas9-Cell line Gene Mutation service（CGM）基因点突变细胞系是细胞基因研究方法中非常有用的一个手段，可以在细胞内原位对点突变的功能进行研究。在细胞系上实现高效的转染是实现基因点突变的前提；提高效率要解决问题是：Cas9切割位点与“点突变”位点之间距离导致点“点突变”效率大幅下降的问题，还有“点突变”载体的选择问题。

目前使用Cas9的引入基因“点突变”的具体实验实践中的“单碱基突变”的效率仍然受到很多要素的影响，例如是否在点突变附近是否存在有合适的gRNA切割位点、切割位点和突变位置之间距离、不同细胞系之间的Cas9切割活性效率差异的问题、还有细胞株是否存在“假基因”和基因“多拷贝”的问题导致无法获得纯合的问题等等。

Cas9X针对不同单碱基突变的情况使用不同的Mutation载体策略：包括短同源臂可以使用Oligo引入突变，需要长同源臂的使用ssDNA引入突变。而针对难以操作的细胞系，将需要通过先构建Cas9稳转细胞株再进行gRNA和载体共转染来提高效率。Cas9X针对每个具体的位点、每个具体的细胞优化实验条件用来满足不同细胞系和不同位点突变的服务需求。

VIRUS-Free™ 是一种利用转座子系统进行细胞稳转株的构建和筛选的技术，以替代慢病毒感染构建稳转细胞株的技术。其载体中包括了转座子的识别区域，在转座酶的催化下，将目的片段从载体上或者BAC分子上切割下来形成一个小环结构，并在基因组里面的固定序列位置进行插入，从而实现稳转。目前已经在CAR-T细胞治疗中得到较多的临床应用，并充分体现出其：低成本、高效率、基因表达稳定的特点。

|   技术优势

1.序列完整性好，如果小环的结构被破坏则无法实现基因组插入；

2.可插入大片段，可以实现上百Kb的BAC片段的插入，而且能够保证其序列完整性，可以进行复杂的基因功能研究；

3.目的插入效率高，由于通过酶促反应，所以整个反应的过程效率远远高于DNA随机插入效率；

4.目的基因表达稳定，由于细胞插入的拷贝数相对于病毒来说比较稳定，在稳转株的构建过程中，细胞的表达更加稳定；

5.实验时间只需要慢病毒系统时间一半，实验更加安全；

6.可以实现：稳转之后对目的克隆进行检测后可以再将目的基因在原克隆移除，轻松实现加减法的对照。

可以轻松构建各种稳转细胞株！稳转表达20代以上！

VIRUS-Free™ 是一种利用转座子系统进行细胞稳转株的构建和筛选的技术，以替代慢病毒感染构建稳转细胞株的技术。其载体中包括了转座子的识别区域，在转座酶的催化下，将目的RNA干扰片段从载体上切割下来形成一个小环结构，并在基因组里面的固定序列位置进行插入，从而实现稳转，并开始表达RNA干扰分子，实现对细胞固定基因的mRNA靶向Knockdown。

|   技术优势

1. 速度快，只需要构建载体；

2. 可插入多组不同的干扰序列，可以同时靶向多个mRNA，可以进行复杂的基因功能研究；

3. 目的插入效率高，由于通过酶促反应，所以整个反应的过程效率远远高于DNA随机插入效率；

4. 目的基因表达稳定，由于细胞插入的拷贝数相对于病毒来说比较稳定，在稳转株的构建过程中，细胞的表达更加稳定，干扰效果稳定；

5. 实验时间只需要慢病毒系统时间一半，实验更加安全；

6. 可以实现：稳转之后对目的克隆进行检测后可以再将shRNA在原克隆移除，轻松实现加减法的对照。

稳转干扰细胞株轻松构建！稳定干扰20代！

一、海星生物核型分析服务

染色体核型分析是以分裂中期染色体为研究对象，根据染色体的长度、着丝点位置、长短臂比例、随体的有无等特征，并借助显带技术对染色体进行分析、比较、排序和编号，根据染色体结构和数目的变异情况来进行诊断。核型分析可以为细胞遗传分类、物种间亲缘的关系以及染色体数目和结构变异的研究提供重要依据。海星生物可提供细胞核型检测服务，可提供染色体自然分布图，高清G带分析图。

二、海星细胞株STR分析服务

STR（Short Tandem Repeat，短串联重复序列）基因分型已被ICLAC、ATCC等权威机构作为鉴别细胞身份及交叉污染的金标准。海星生物对人源细胞21个STR位点进行检测，可方便与权威数据库进行比对，具有极高的准确性。

三、海星细胞支原体检测服务

调查表明，约有20多种支原体能污染细胞（尤其是传代细胞），95%以上是牛源性，常见为口腔支原体（M.orale）、精氨酸支原体（M.arginini）、猪鼻支原体（M.Hyorhinis）和菜氏无胆甾原体（A.laidlawii）。通用的快速基因诊断技术，经大量实验证实，能保证所选引物具有良好的保守性和特异性，重复性好且操作简单，相较于传统的微生物培养法，能有效地缩短实验周期至3天，达到快速反馈检测结果的目的

| 分子诊断技术

分子诊断是应用分子生物学的方法检测患者体内遗传物质的结构或表达水平的变化而做出诊断的技术。临床上目前应用较多的分子诊断技术主要包括荧光原位杂交（FISH）、聚合酶链式反应（PCR）、基因芯片和基因测序（NGS高通量测序）。

核心分子诊断技术发展图示

其临床上的应用非常广泛，从最初的病原微生物的核酸诊断、遗传疾病的特征序列诊断，到如今个体化用药伴随基因诊断、NIPT和肿瘤的测序诊断，已逐渐扩展至全疾病谱。其中肿瘤基因检测将有助于实现从化疗到个体化治疗的精准治疗升级：小分子靶向药、大分子单抗药、免疫检查点治疗、CAR-T治疗等均需要筛选病人的遗传特征才能发挥最大疗效。

| 分子诊断标准品和参考品

分子诊断（基因检测）涉及的环节较多，从不同的样品制备到仪器校准，几乎工作流程的每一步都可能产生不准确的结果，这使得分析结果存在假阳性或假阴性的可能。

要提高基因检测准确度，控制检测过程中的变量，需要从以下两个重要环节着手：

1. 实验室检测性能的验证

使用标准品对实验室的仪器设备耗材人员环境等进行验证（EQA测评）。

2. 质控品的覆盖范围和使用率

提高质控品的覆盖范围和使用率

| NGS流程—分子诊断检测流程长，缺乏规范，每个步骤极易引入变量

在这两个环节的控制上标准品的作用不可替代：

标准品的需求贯穿基因检测实验全流程：样品处理-DNA提取-DNA定量-建库效率-产出监控-数据校准-分析和诊断。

质控品评价整个检测流程的有效性和可信度。

| 海星生物HyCyteREF™基因检测标准品特点

· 可再生

· 有类似检测样本的基因组复杂结构（异质性）

· 有明确的拷贝数和等位基因数

· 质量高度稳定、均一性好

· 具有临床标本和肿瘤细胞的特性

· 无伦理风险

海星生物专注细胞基因编辑（基因敲除\敲入\突变\过表达）十年：为基因检测提供参考品细胞株开发，已经和多家基因诊断公司建立合作。海星生物可以提供诊断试剂盒标准品定制化服务，为客户定制拷贝数固定（或高突变频率）的单核苷酸变异（SNV）、碱基缺失（Deletion）、碱基插入（Insertion）、基因融合（Fusion）、拷贝数变异（CNV）等各种变异类型的标准品细胞株，可应用于基因检测的上游试剂盒研发、企业参考盘注册申报、生产质检，下游ICL的日常质控、EQA支持。解决临床样本有限，稀有突变难获得的问题。还可以订制开发IHC（免疫组化）标准品细胞株，解决细胞系表达丰度不稳定，染色深浅不一的问题。此外针对肿瘤早筛甲基化检测试剂盒，海星生物可以提供低甲基化水平DNA参考物质。

| 分子诊断标准品研制的技术要求

原材料应尽可能与临床样本相一致或接近，主要来源于临床样本、永生化细胞系、基因编辑细胞系，也可来自基因工程构建产品及重组质粒。需采用国内外公认的方法进行验证，具备均匀性和稳定性，批间变异性应小于分析系统的变异，在规定的条件下有良好的稳定性。可单批大量获得。

| 分子诊断标准品的生产方式

1. 临床收样建系

遗传性疾病大多数都是通过胚系基因遗传引起的，可以通过收集临床样本，并对这些样本的衍生物进行细胞系永生化研发和生产标准品，以满足试剂盒开发公司及临床检测的要求。

2. 基因编辑

对于病人资源不易获得的位点，作为前一种方法的补充，也采取细胞编辑的方法进行标准品生产。

由于临床样本珍贵，不可再生，不可长期稳定的提供，且突变情况未知，突变频率不清楚，且有伦理法规限制，较难商业化应用。然而室内质控和日常质控是长期的规范操作，需要可持续的常规化制备质控品。

因而目前普遍接收细胞系来源标准品： 可以模拟临床样本，明确的突变位点，明确的突变频率，能够反应实际的临床样本检测所有出现的现象。

而基因编辑方法则可以制备的成对细胞系，可提供阶梯性标准品：

1. 等位基因母细胞

2. 等位基因人工变异后细胞

将二者混合制备不同突变比例的标准品，可以提供实验室检测极限性能验证的标准品

| 分子诊断标准品在IVD（体外诊断）产业链中的应用

· IVD产业链上游：

   NGS/qPCR/ddPCR仪器研发生产，酶引物等原料研发生产

   帮助性能验证和注册保证

· IVD产业链中游：

   IVD试剂盒研发

   优化验证新Pannel

   流程优化/性能检测

   企业参考盘注册申报

   生产质检

   · IVD产业链下游：

   药企伴随诊断，LDT检测，医检所检测，医院病理科/检验科检测

   日常质控，平台对比，EQA支持，检测限检测

   患者治疗用药

| 基因突变与肿瘤发生

癌基因和抑癌基因突变是肿瘤发生中出现频率较高的分子事件，不仅在肿瘤细胞中可检测到突变基因，在一些癌前病变或癌前状态的组织细胞中也存在不同形式和程度的基因突变，基因突变的检测对研究肿瘤发生机制、诊断和鉴别诊断、预后评估及治疗方案选择等都有重要价值。基因突变形式主要有点突变、基因缺失(1～2个碱基缺失，一个片段或一个外显子缺失)、基因易位或重排、基因插入、甲基化及染色体非组蛋白改变等。

| Mutation标准品细胞株定制

NGS肿瘤多基因检测试剂盒适用于检测患者肿瘤组织中与靶向治疗密切相关的多个基因的突变状态，依此筛选出适合接受靶向药物治疗的患者，突破传统检测一份标本只能做一次检测的局限，减轻患者经济负担，实现精细化精准医疗。

海星生物成熟的基因编辑系统：CRISPR/Cas9基因定点编辑技术、VIRUS-Free™ 基因稳转技术、ClonePlus™细胞单克隆等三大核心技术，可以轻松实现：多基因、高频率、稳定传代的肿瘤突变标准品细胞株构建，有效解决多基因多细胞系混合突变频率低的难题。

案例1：Point Mutation

EGFR c.2303G>T p.S768I    Mutation AF：100%

案例2：Small Insertion

EGFR c.2310_2311insGGT p.D770_N771insG   Mutation AF：100%

案例3：Deletion

EGFR c.2239_2256del18 p.L747_S752del   Mutation AF：100%

| 海星生物HyCyteREF™分子诊断标准品特点

· 可再生

· 有类似检测样本的基因组复杂结构（异质性）

· 有明确的拷贝数和等位基因数

· 质量高度稳定、均一性好

· 具有临床标本和肿瘤细胞的特性

· 无伦理风险

| 海星生物HyCyteREF™分子诊断标准品细胞株制备流程

| 基因融合与肿瘤发生

融合基因（fusion gene），是指两个基因的部分序列发生融合形成的嵌合基因，一般由于染色体易位、缺失等原因所致。这种嵌合基因会在后续的生物学过程中形成异常转录本或蛋白质，进而导致或者促进肿瘤的发生。举个例子，慢性粒细胞白血病，其分子生物学特征就是检测到BCR-ABL融合基因；该融合基因翻译出的融合蛋白具有很强的酪氨酸激酶活性，会导致细胞过度增殖、细胞凋亡受抑制，进而出现各种病症。

因此，准确检测出融合基因/转录本，对于这类肿瘤疾病的预防、治疗和全面理解有重要的意义。在实际分析中，我们通过预测的融合基因位点信息，对“表达外显子组”的转录活性区域进行筛选，获取涉及转录序列突变和结构重排的证据，进而找到与其功能相关的癌症基因组的变化。

| Fusion标准品细胞株定制

融合基因是肿瘤产生的重要原因，实体瘤中最常见融合基因是酪氨酸激酶（如ALK、ROS1和RET等），融合突变导致下游细胞信号通路激活，细胞无限增殖。融合基因既是导致肿瘤的“魔鬼”，也能成为靶向治疗癌症的天使。多种融合基因的靶向抑制剂在临床肿瘤治疗中效果卓越，是肿瘤靶向治疗的主力军。

海星生物多元的基因编辑工具箱，可以高效的实现染色体的特定编辑：Translocation、Recombination、Inversion、Deletion。编辑后的细胞株断点明确，与天然序列完全一致，可以稳定检出DNA层面、RNA层面、蛋白层面的变异，是测试融合基因检测的灵敏度、特异性和稳定性的优秀标准品。

案例1：Fusion

Copy number：3281.04 copies/ng RNA    RNA sequencing:

案例2：Fusion

EML4[13]-ALK[20] inversion   DNA sequencing:

| 海星生物HyCyteREF™分子诊断标准品特点

· 可再生

· 有类似检测样本的基因组复杂结构（异质性）

· 有明确的拷贝数和等位基因数

· 质量高度稳定、均一性好

· 具有临床标本和肿瘤细胞的特性

· 无伦理风险

| 海星生物HyCyteREF™分子诊断标准品细胞株制备流程

海星生物专注细胞基因编辑（基因敲除\敲入\突变\过表达）十年：为基因检测提供参考品细胞株开发，已经和多家基因诊断公司建立合作。海星生物可以提供诊断试剂盒标准品定制化服务，为客户定制拷贝数固定（或高突变频率）的单核苷酸变异（SNV）、碱基缺失（Deletion）、碱基插入（Insertion）、基因融合（Fusion）、拷贝数变异（CNV）等各种变异类型的标准品细胞株，可应用于基因检测的上游试剂盒研发、企业参考盘注册申报、生产质检，下游ICL的日常质控、EQA支持。解决临床样本有限，稀有突变难获得的问题。还可以订制开发IHC（免疫组化）标准品细胞株，解决细胞系表达丰度不稳定，染色深浅不一的问题。此外针对肿瘤早筛甲基化检测试剂盒，海星生物可以提供低甲基化水平DNA参考物质。

DNA甲基化水平和模式的改变是肿瘤发生的一个重要因素,这些变化包括CpG岛局部的高甲基化和基因组DNA低甲基化状态。由于CpG岛的局部高度甲基化要早于细胞恶性增生，故其甲基化的检测可用于肿瘤的预测，而全基因组水平的低水平甲基化状态，则随着肿瘤恶性程度的增加而进一步降低，使其可用于肿瘤的诊断以及分级。甲基化可作为肿瘤等早期诊断的生物标记物和预后评估指标，对肿瘤的筛查和风险评估、早期诊断、分期分型、预后判断及治疗检测都有重要意义。

甲基化分析的方法主要有以下几种：甲基化敏感性限制性内切酶-PCR/Southern法（MSRE-PCR/Southern）、重亚硫酸盐测序法（Bisulfite Sequencing）、甲基化荧光PCR法(MethyLight)、甲基化特异性PCR（MS-PCR）、焦磷酸测序等。

近几年， NMPA批准的甲基化检测试剂盒均为荧光PCR法，主要原因在于荧光PCR法操作简便，无需在PCR后电泳，且具有灵敏度高、特异性强、重复性好等特点。其主要原理如下：先用重亚硫酸盐处理待测DNA片段，设计一个能与待测位点区互补的探针，探针的5’端连接报告荧光，3’端连接淬灭荧光，随后一般采用MSP引物进行实时定量PCR。但该方法多为单重PCR检测，没有内参基因的扩增，不能确保模板DNA的硫化修饰质量。

根据NMPA官网数据显示，目前甲基化检测种类涉及septin9、SHOX2、RASSF1A、RNF180、SDC2、MGMT、BMP3、NDRG4等基因；涉及的检测项目包括胃癌、结直肠癌、大肠癌、胶质瘤等癌种。海星生物基于肿瘤早筛热门靶点，设置了低甲基化水平的阴性对照品和高甲基化水平的阳性对照品，适用于BSP、MethyLight、MS-PCR、焦磷酸测序等多种平台的性能评估。样本来源于人类细胞系，最大程度接近患者样本，无伦理风险；质量高度稳定，均一性好，可持续提供，批次稳定，可溯源。海星生物所有Methylation标准品均经过BSP法QC验证，这种方法一度被认为是DNA甲基化分析的金标准，其过程如下：经过亚硫酸氢盐处理后，用PCR扩增目的片段，并对PCR产物进行测序，将序列与未经处理的序列进行比较，判断CpG位点是否发生甲基化。这种方法可靠，且精确度高，能明确目的片段中每一个CpG位点的甲基化状态。

A基因低甲基化细胞株（2.1%, BSP验证）：

高甲基化细胞株（96.2%, BSP验证）：

抗体广泛存在于生物医学研究、 诊断和治疗的发展中， 且需求量大。然而， 满足全球市场日益增长的抗体需求量是一个巨大的挑战。为了维持抗体的供求平衡， 科学家们发明了更好的方法来优化抗体的表达， 以达到增加抗体的单体积表达量并减少生产成本。由于新的克隆方法、基因改造技术以及一系列的细胞和载体工程技术， 加上发酵技术上的改进， 这些都使抗体表达大大得益。

哺乳动物细胞是临床抗体药物产品使用的主要表达系统， 主要包括Sp2/0骨髓瘤细胞、 NS0小鼠骨髓瘤细胞、 HEK293人胚胎肾细胞和CHO中国仓鼠细胞， 其中以CHO系应用最为广泛。

海星生物致力于工程细胞株构建和改造，为科研加速，为工业赋能！

CHO细胞谱系