Cell子刊：利用CRISPR/Cas9技術鑒定出AML白血病細胞的弱點

來源：作者：人氣：-發表時間：2016-10-21 09:40:00【大中小】

在一項新的研究中，來自英國劍橋大學韋爾科姆基金會桑格研究所的研究人員和他們的合作者對一種CRISPR基因編輯技術進行改進，并利用它發現急性髓性白血病（AML）的新的治療靶標。他們鑒定出大量基因可能作為抗AML療法的潛在靶標，并且描述了抑制這些基因中的一種，即KAT2A，如何破壞AML細胞，同時不會傷害非白血病血細胞。相關研究結果發表在2016年10月18日那期Cell Reports期刊上，論文標題為“A CRISPR Dropout Screen Identifies Genetic Vulnerabilities and Therapeutic Targets in Acute Myeloid Leukemia”。

利用CRISPR/Cas9技術鑒定出AML白血病細胞的弱點

AML是一種侵襲性血癌。AML細胞（一種癌細胞）將骨髓中的健康細胞擠出去。它們快速地增殖和干擾骨髓制造正常血細胞的能力，從而導致威脅生命的感染和流血。主流AML療法在幾十年內并未發生變化，而且不到三分之一的AML患者在這種癌癥中存活下來。

為了鑒定出治療AML的新方法，研究人員利用CRISPR-Cas9基因編輯技術對AML細胞進行篩選以便尋找它們的弱點。這種技術能夠被用來破壞和摧毀細胞基因組中的靶基因。為了實現這一目標，他們對CRISPR-Cas9技術進行優化，以便高效地逐個地破壞AML細胞基因組中的所有基因。這允許他們鑒定出那些遭受破壞后對AML細胞的生長和存活是有害的基因。

論文共同通信作者、韋爾科姆基金會桑格研究所聯合項目負責人Kosuke Yusa博士說，“之前的研究已提供概念驗證，但是這是鑒定AML基因弱點的首批系統性努力之一。我們對CRISPR-Cas9技術進行改進，并利用它研究什么實際上會殺死細胞。CRISPR正成為癌癥研究領域的一種強大的技術，這是因為它克服了早期工具的一些限制。”

人類基因組大約有2萬個基因。通過對CRISPR-Cas9技術進行改進，并利用它對AML細胞基因組進行篩選，研究人員發現大約500個基因是AML細胞存活所必需的，包括200多個可能被用于藥物設計的基因。盡管在這些基因中，有一小部分基因，包括DOT1L、BCL2和MEN1已被確定為治療靶標，但是它們當中的大多數是新的基因，這就為開發有效地抵抗這種疾病的療法提供很多可能。

研究人員選擇KAT2A基因開展進一步研究，同時也是為了驗證他們的發現的有效性。通過利用基因技術和基于藥物的技術抑制KAT2A，他們證實破壞這個基因會降低AML細胞的生長和存活，但是對正常的血細胞沒有影響。

論文第一作者、韋爾科姆基金會桑格研究所研究員Konstantinos Tzelepis博士說，“這是一項激動人心的發現，這是因為KAT2A抑制在許多不同基因型的原代AML細胞中發揮作用。盡管還需對這個基因進行更加深入研究以便理解它在診所中的應用潛力，但是我們發現在實驗室中，靶向KAT2A會破壞AML細胞，同時不會傷害健康的血細胞。”

破壞轉基因白血病模型小鼠體內AML細胞中KAT2A基因

研究人員隨后破壞轉基因小鼠體內的AML細胞中的KAT2A基因，并且觀察對這種血癌的影響，從而驗證了這一發現。他們發現當KAT2A基因受到破壞時，這些小鼠活得更長。

論文共同通信作者、韋爾科姆基金會桑格研究所聯合項目負責人George Vassiliou博士說，“這項研究為未來的AML療法鑒定出很多潛在的基因靶標。盡管還需要對KAT2A抑制作為AML的一種治療策略進行研究，但是白血病研究界如今擁有更多的候選靶標。我們希望這項研究將導致人們開發出更加有效地抵抗AML的療法，從而將改善患者的存活和生命質量。”

原文來源

A CRISPR Dropout Screen Identifies Genetic Vulnerabilities and Therapeutic Targets in Acute Myeloid Leukemia