研究背景和目的低氧环境是地球上生物面临的极端环境之一,包括高纬度低氧环境如中国的青藏高原,地下以及洞穴低氧环境,和水生哺乳动物面临的周期性低氧环境等。长期低氧会导致机体在生理和病理上产生一系列不良反应,严重时还会导致许多疾病发生,如肺纤维化,哮喘,心脑血管疾病等。而在人体的所有器官中大脑的神经元对低氧的耐受性是最低的,因为脑组织的能量几乎全部都来自于有氧代谢,几乎没有无氧代谢。近些年来,CRISPR/Cas9基因编辑技术因为其易操作,效率高已广泛地应用在多个生物科学领域,并且它作为一种高通量研究基因功能的工具使得从全基因组层面上研究基因对特定细胞表型的贡献成为可能。所以在这一背景下,我们想通过CRISPR/Cas9全基因组文库筛选技术在神经细胞中找到一些新的低氧耐受基因。研究方法和结论本研究首先在小鼠神经瘤母细胞细胞系N2a上优化了小鼠全基因组敲除文库的慢病毒文库感染体系,然后构建了包含全基因组文库的稳转细胞株,将其低氧处理后收集活细胞进行富集,通过优化测序建库方法后将富集的细胞进行二代测序,在得到数据后利用生物信息学分析样本之间的相关性,后进行样本中基因数和sgRNA数目的认证,接下来将对照组和实验组进行比较,得到sgRNA丰度之后进行基因排名,获得筛选结果。通过对二代测序数据进行分析之后得到了 一些候选基因,在这些候选基因中有一些是已经有文献报导过的与神经保护和低氧有关的基因,这些基因可以作为阳性对照来印证体系的成功建立。同时,研究还发现了一些没有任何文献报导过功能的基因,推测这些基因中可能含有与低氧下神经保护相关的基因,下一步将对这些基因进行功能验证。该研究结果表明在小鼠神经瘤母细胞细胞系上利用CRISPR/Cas9全基因组文库来筛选低氧耐受相关基因是可行的,这项研究工作为低氧下神经保护的研究提供了另一个可应用的方法。