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CRISPR-Cas9系统迅速敲除上千基因,寻找肿瘤免疫疗法新药

2017.7.25
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chloe

随遇而安

  这项由小儿肿瘤学家W. Nick Haining, B.M., B.Ch领导的研究团队报道称,缺失肿瘤细胞Ptpn2基因,能让它们更易受PD-1检查点抑制剂影响。PD-1阻断剂能解开免疫细胞“手刹”,使其更易找到并摧毁癌细胞。

  “PD-1检查点抑制剂已经改变了很多癌症治疗,”哈佛医学院副教授、麻省理工学院&哈佛大学Broad研究所准成员、Haining博士说。“尽管这类新型癌症免疫疗法在临床实验上取得了成功,但大多数患者并不能从PD-1阻断剂上获得临床效益。这个现象引发了一系列额外试验,研究是否有其他药物与PD-1抑制剂联合使用可以提高对治疗有反应的癌症患者人数。”

  筛选数以千计的潜在目标

  Haining实验室的研究生、本文一作Robert Manguso为“广撒网筛选”设计了一个能识别帮助癌细胞逃避免疫攻击的基因的遗传筛选系统。他用CRISPR-Cas9“分子剪刀”系统地敲除了黑色素瘤皮肤癌细胞中2368个表达基因,从而鉴定哪些基因被删除后癌细胞更容易受PD-1阻断。

  首先Manguso将Cas9人工插入黑色素瘤皮肤癌细胞中,然后用病毒载体将遗传密码不同的“单引导RNA”序列分别转染进每个细胞。长度约20氨基酸的sgRNA与Cas9酶结合,使2368种不同基因逐一被淘汰。再将工程肿瘤细胞注入小鼠体内,并用PD-1检查点抑制剂处理小鼠。根据肿瘤细胞存活率,Manguso筛选出了对PD-1阻断敏感的基因缺失类型。

  大规模基因敲除筛选结果显示,2个已知基因,PD-L1和CD47,是免疫逃避的帮凶,令人欣喜的是,这两种基因的抑制药物已在临床试验中。

  随后他们发现了多种新免疫逃避者,通过抑制它们将有助于PD-1癌症免疫治疗。其中,一个特别的基因名叫Ptpn2。“Ptpn2喜欢把刹车装置放到能扼杀肿瘤的免疫信号通路上,”Haining说。“删除Ptpn2后,免疫信号通路变顺畅了,肿瘤细胞由于更容易受免疫攻击,开始缓慢生长。”Haining补充道:“我们正在努力思考Ptpn2的抑制剂应该长啥样子,做一个能关闭Ptpn2的小分子药物不是难事儿。”

  Haining正利用该种基于CRISPR的筛查方法,迅速扩大研究范围以寻找新药靶点。Haining说,我们的单次是筛选数目可达数千个基因,我们的目标是最终筛选整个基因组,然后从黑色素瘤迁移到结肠癌、肺癌、肾癌等。他组建了一个大型团队以应付接下来大规模筛选工作的技术挑战。

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