青年学者利用CRISPR筛选癌症治疗靶标

　　随着越来越多的研究人员开展CRISPR筛选研究，核心必需基因库也会随着增长，Hart说，“它们分散在基因组中，当肿瘤中特殊拷贝丢失出现，它们中的一个也许就能成为治疗靶标。这是一个非常令人激动的癌症研究领域，不仅特异性强，而且核心元件也是潜在的治疗靶点。”

　　

生物通报道： 来自加拿大多伦多大学Jason Moffat实验室的Traver Hart也是一位CRISPR技术领域的青年科学家，他曾自己定义了一套用于评估RNAi和CRISPR遗传筛选治疗的金标准，并且利用HCT116细胞系（来自人类结肠癌），Hart发现CRISPR筛选不仅更加敏感，也能避免出现额外的背景错误。

最初Hart等人只是想弄清楚不同细胞系或遗传背景下需要什么不同的基因，了解细胞系的基因型有助于他们进行预测，例如结肠癌，携带DLD1 和 HCT116 的细胞系都存在 KRAS 驱动突变，这表明 MAPK 下游通路都被激活了，Hart等人通过筛选证实了这一预测。

为了更好地理解每个细胞系中特有的易感性，Hart去除了核心元件，对剩下的特异性元件进行了功能检测，从中发现了一个最佳适应过程独特标志，他说。

这些研究带来了一些令人惊讶的发现：具有相似遗传谱的细胞系，其适应度却不尽相同，比如 DLD1 和 HCT116 都携带致癌的 KRAS 突变，但表皮生长因子受体（与包括结肠癌在内的许多癌症有关的细胞表面受体）基因，以及其分子伴侣却只在DLD1细胞系中击中（hit）。

在一项尚未发表的单独研究中，Hart研究组完成了HPAF-II 胰腺癌细胞筛选，此次遗传筛选发现了许多参与细胞增殖的辅助进程，例如翻译后修饰，受体内吞作用。

此外，此次筛选也指定了一些特殊的受体家族成员：卷曲受体（Frizzled receptor）家族成员，Wnt配体成员，“我们不仅了解了细胞系中野生型生长通路和进程的宽度，而且也非常详尽的分析潜在可行的靶标，”他说。

癌细胞系中核心必需基因也可以作为治疗靶标进行研究，2012年，Dana-farber 癌症研究所的研究人员发现当肿瘤抑制基因丢失时，附近的几种并不在癌症形成中起作用的基因也同样丢失，这也支持了20多年前提出的一个理论，即阻断其中一些邻近基因的剩余拷贝可能对癌细胞是致命的。

这组研究人员分析了来自广泛多样的超过3100个样本的拷贝数图谱，发现大部分显示的拷贝数丧失影响了至少11%，多达40%的基因组。许多受到影响的基因由于“乘客”事件或由于它们接近频繁缺失的肿瘤抑制基因而反复丢失。这一理论后来被命名为“附带致死”，Hart等人在2015年的一篇综述中介绍了这一理论。

Hart表示，删去某个抑癌基因附近的核心必需基因也许为癌症治疗打开了一扇新的窗，例如 POLR2A 就是编码RNA聚合酶亚基的一个必需基因，这个基因的一个拷贝总是会在卵巢癌中随着明星抑癌基因TP53被附带删除掉。去年卢雄斌（Xiongbin Lu）博士研究组找到了一种基于α-amanitin的抗体药物偶联剂（antibody drug conjugates，ADCs），在小鼠研究中证实以POLR2A基因作为靶向目标的ADCs可以高效地治疗大肠癌。这种药物可以让肿瘤完全消退，且毒性大大减小。ADCs提高了对癌细胞的靶向作用，且对健康细胞的影响很小。

随着越来越多的研究人员开展CRISPR筛选研究，核心必需基因库也会随着增长，Hart说，“它们分散在基因组中，当肿瘤中特殊拷贝丢失出现，它们中的一个也许就能成为治疗靶标。这是一个非常令人激动的癌症研究领域，不仅特异性强，而且核心元件也是潜在的治疗靶点。”

（生物通：张迪）

参考文献：

Cancer vulnerabilities unveiled by genomic loss

Collateral Lethality: A New Therapeutic Strategy in Oncology

TP53 loss creates therapeutic vulnerability in colorectal cancer