CRISPR技術(shù)在癌癥領(lǐng)域大放光彩
摘要: 由于不同的癌癥有不同的突變,它們往往依賴不同的基因組群來存活
科學(xué)家們繪制出了讓我們細(xì)胞存活的基因的圖譜,為了解我們基因組的運(yùn)作機(jī)制以及哪些基因?qū)ο癜┌Y這樣的疾病至關(guān)重要建立了一個期盼已久的立足點。
由多倫多大學(xué)Donnelly中心JasonMoffat教授領(lǐng)導(dǎo)的一個研究小組,在藥學(xué)系StephaneAngers的幫助下,逐個關(guān)閉了近1.8萬個基因(整個人類基因組的90%)來尋找對細(xì)胞生存至關(guān)重要的基因。
發(fā)表在11月25日《細(xì)胞》(Cell)雜志上的數(shù)據(jù),揭示出了由1,500多個必需基因構(gòu)成的“核心”基因組群。這為實現(xiàn)生物研究的長期目標(biāo):確切描繪出基因組中每個基因的功能奠定了基礎(chǔ)。
通過在5種不同的癌細(xì)胞系,包括
腦癌、視網(wǎng)膜癌、
卵巢癌和2種大
腸癌細(xì)胞中關(guān)閉一些基因,研究小組發(fā)現(xiàn)每種腫瘤都依賴于一組獨特的基因,可以用一些特異性
藥物來靶向它們。這一研究發(fā)現(xiàn)為設(shè)計出只靶向癌細(xì)胞,而不損傷周圍健康組織的新療法帶來了希望。
Moffat說:“如何在不同的癌癥中及其他疾病狀態(tài)下來靶向特定基因,當(dāng)你得到核心的必需基因組群時,這開始變得有趣。”
12年前的人類基因組測序讓科學(xué)家們編寫出了構(gòu)成我們細(xì)胞和身體的部件——我們2萬個基因的清單。盡管取得了這一重大的成果,我們?nèi)匀徊磺宄總€基因的功能,或當(dāng)一些基因出錯時讓我們生病的機(jī)制。為了做到這一點,科學(xué)家們意識到必須要逐個去關(guān)閉整個基因組中的基因,以確定細(xì)胞中哪些過程出現(xiàn)了錯誤。但可以利用的工具不是不準(zhǔn)確就是太慢。
基因編輯技術(shù)CRISPR的出現(xiàn)使得快速及高精度關(guān)閉基因變?yōu)榭赡?,引發(fā)了多個競爭研究團(tuán)隊的全球競賽。這項新研究與哈佛大學(xué)及麻省理工學(xué)近期發(fā)表在《科學(xué)》(Science)雜志上的一篇論文一起,證實了我們10%的基因?qū)?xì)胞生存至關(guān)重要。
這些研究結(jié)果證實了人類絕大多數(shù)的基因在細(xì)胞中發(fā)揮更精細(xì)的作用,因為關(guān)閉它們不會殺死細(xì)胞。但如果同時有兩個或以上這樣的基因突變,或這些細(xì)胞處于環(huán)境壓力下,便要開始計算細(xì)胞的死亡。
由于不同的癌癥有不同的突變,它們往往依賴不同的基因組群來存活。Moffatt研究小組確定了每種測試癌癥不同的“確鑿”基因組群——每個基因組群對不同的藥物敏感。
“現(xiàn)在我們可以在實驗室培育的人類細(xì)胞中以令人難以置信的速度和精度,及前所未有的分辨率調(diào)查我們的基因組。這將促成在短期內(nèi)繪制出聯(lián)系藥物靶點和DNA序列變異的癌癥功能圖譜,”Moffat說。
Moffat的研究小組已經(jīng)展示了這如何起作用。在他的研究中,一種被廣泛適用的
糖尿病處方藥物成功地殺死了腦癌細(xì)胞和一種形式的大腸癌細(xì)胞——而這一藥物對他研究的其他癌癥卻沒有用。抗生素氯霉素和利奈唑胺能夠有效對抗另一種形式的大腸癌,卻不能對抗研究的腦癌和其他的癌癥。這些數(shù)據(jù)表明了這些數(shù)據(jù)為不同的癌癥指出更精確療法方面的臨床潛力,并證實了個體化醫(yī)療的價值。
瑪格麗特公主癌癥中心醫(yī)學(xué)腫瘤學(xué)家、醫(yī)學(xué)生物物理學(xué)系教授AaronSchimmer(未參與該研究)說:“Moffat研究小組已開發(fā)出一個強(qiáng)大的CRISPR文庫,全世界的研究人員都可以利用它來鑒別出治療癌癥的新策略。我對利用這一工具來鑒別出針對一種具有高死亡率的血癌——急性髓性白血病的新療法感興趣。”
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