融合癌基因（FOs）是人类癌症中复发的基因组发现，其特征是发生在内含子区域的患者特异性基因组断点，很少破坏编码序列。对来自癌症基因组图谱的数据的分析表明，FO推动了超过16％的人类癌症8的发展，其中包括中胚层癌症（通常是白血病，淋巴瘤和肉瘤）。因为它们的表达是癌细胞所独有的，并且它们的消除在FO驱动的癌症中诱导细胞凋亡，所以FO是有吸引力的治疗靶标。
许多染色体重排及其产生的融合基因都是在儿童肉瘤和白血病的起源，融合基因也被发现包括前列腺癌、乳腺癌、肺癌和脑癌在内的所有癌症中，总共占20％。CRISPR/Cas9基因编辑工具是推进包括癌症在内的遗传疾病治疗的最有前途的方法之一，是一个不断取得进展的研究领域。
2020年10月8日，西班牙国家癌症研究中心的科学家们在" nature communications "上在线发表了题为"In vivo CRISPR/Cas9 targeting of fusion oncogenes for selective elimination of cancer cells"的研究论文，通过使用CRISPR切除导致这些肿瘤的融合基因，成功摧毁了尤因氏肉瘤和慢性粒细胞白血病肿瘤细胞。
由于融合基因仅存在于肿瘤细胞中，因此融合基因是高度特异性的治疗靶标，因此在科学界引起了极大的兴趣，攻击它们只会影响肿瘤，而对健康细胞没有影响。
借助CRISPR/Cas9技术，研究人员可以靶向基因组的特定序列，就像使用分子剪刀一样，剪切并粘贴DNA片段，从而以可控的方式修饰基因组。研究人员使用了尤因氏肉瘤和慢性粒细胞白血病的细胞系和小鼠模型，在其中他们设法通过切除导致肿瘤的融合基因消除了肿瘤细胞。
EWSR1-FLI1的策略和体外CRISPR介导的破坏
本研究描述了一种简单有效的基因组编辑策略，专门针对癌细胞中的FO。基于CRISPR/Cas9的方法在涉及FO的两个基因中诱导了两个靶向内含子DSB，重要的是，该基因产生了癌细胞特异性的基因组缺失，这取决于FO的存在，并且对野生型基因没有影响在非癌细胞中的表达。
通过靶向两个既定的FO，转录因子（EF）或酪氨酸激酶（BA），支持基因组编辑消除消除沉迷于FO的癌细胞的功效。利用腺病毒体内的CRISPR组分的体内传递，进一步证明了CRISPR/Cas9介导的PDX早期癌症模型的缺失可有效诱导癌细胞死亡并降低肿瘤负担和死亡率。
删除EWSR1-FLI1可抑制PDX模型中的肿瘤生长
最后，基于CRISPR的靶向FO缺失与化学治疗剂的结合，在异种移植模型中使用时，对细胞活力，肿瘤生长和总体生存具有累加/协同作用。
EWSR1-FLI1缺失与阿霉素的联合方法在异种移植模型中抑制了肿瘤的生长
这是CRISPR首次成功应用于选择性消除肿瘤细胞中融合基因的研究。其他研究小组的早期策略是基于修饰参与融合的两个基因之间的连接，以引入诱导细胞死亡的DNA序列。
研究人员使用了一种完全不同的方法来诱导肿瘤细胞自我毁灭。对位于融合基因两端的基因的非编码区进行内含子的两次切割。通过这种方式，在试图自行修复这些断裂时，细胞将连接到切割末端，从而完全消除位于中间的融合基因。由于该基因对于细胞的生存至关重要，因此这种修复会自动导致肿瘤细胞死亡。
从长远来看，这种方法可能为消除癌细胞提供了有吸引力的策略，相信该发现可能适用于除EF和BA外的其他FO。由于癌细胞中复杂的基因组情况，包括其他癌基因，肿瘤抑制基因，DNA损伤反应和DNA修复途径改变的共存，逐案FO研究可能为消除该策略的适用性提供启示不同类型的癌细胞。
论文链接：
DOI：10.1038/s41467-020-18875-x
联系客服
