Crispr基因编辑技术日渐成熟 将成为抗击癌症的利器

　　CRISPR/Cas系统是大多数细菌与所有的古菌中的一种后天免疫系统，其全名为常间回文重复序列丛集/常间回文重复序列丛集关联蛋白系统，能够以消灭外来的质体或者噬菌体并在自身基因组中留下外来基因片段作为“记忆”。近年来以CRISPR/Cas9为基础的基因编辑技术在一系列基因治疗的应用领域都展现出极大的应用前景，比如艾滋病、血液病、肿瘤等多种人类顽疾；那么近期CRISPR-Cas9基因编辑系统在治疗癌症和HIV上有哪些突破性进展呢？小编对此进行了盘点，与各位一起学习！

　　【1】利用CRISPR治疗癌症？

　　根据美国国家卫生研究院（NIH）的说法，美国重组DNA顾问委员会（Recombinant DNA Advisory Committee，RAC）下周将审查宾夕法尼亚大学申请首次利用革命性的基因编辑技术CRISPR治疗人类癌症的临床试验。利用CRISPR技术，科学家们能够准确地切割靶DNA。

　　这项临床研究将从癌症患者体内提取出免疫系统的T细胞。接着，研究人员将利用CRISPR对T细胞进行基因修饰，并将基因修饰后的T细胞灌注回病人体内，这样它们将靶向摧毁肿瘤细胞。

　　NIH科学政策副主任Carrie Wolinetz在一篇博客帖子中披露了这一审查信息。宾夕法尼亚大学正在开发的这种癌症免疫疗法旨在靶向攻击骨髓瘤、黑色素瘤和肉瘤。

　　CRISPR技术是在不到四年前开发出来的，但是已正在冲向临床应用。在此之前，一家位于美国马萨诸塞州剑桥市的生物技术公司Editas医药公司（Editas Medicine）说，它打算在2017年开展一项利用CRISPR治疗一种罕见的眼部疾病的临床试验。

　　【2】Cell：让CRISPR在癌症领域大放异彩

　　第一次CRISPR-Cas9基因编辑技术被用于整体生物模型中系统地靶向基因组中的每一个基因。来自Broad研究所和麻省理工学院David H. Koch综合癌症研究所的一个科学家小组，率先利用这一技术在一个癌症动物模型中系统地“敲除”（关闭）了整个基因组的所有基因，揭示出了与肿瘤进化和转移相关的一些基因，这为在其他细胞类型和疾病中从事类似的研究铺平了道路。这项研究工作在线发表在3月5日的《细胞》（Cell）杂志上。

　　共同资深作者、哈佛-麻省理工Broad研究所核心成员、麻省理工McGovern脑研究所研究员、麻省理工学院大脑、认知科学与生物工程学系助理教授张锋（Feng Zhang）说：“全基因组向导RNA（guide RNA， gRNA）库是一个强大的筛查系统，我们带着激动的心情开始将它应用于动物模型中来研究基因功能。这项研究是朝着利用Cas9在体内鉴别癌症和其他复杂疾病中的重要基因迈出的第一步。”

　　【3】JNCI：重磅！科学家利用CRISPR/Cas9技术使癌症突变失活

　　由于在许多生物医学和生物技术领域均有着广泛的应用，“基因魔剪”CRISPR/Cas9或将完全打开癌症研究领域的大门；日前一项刊登在国际杂志Journal of the National Cancer Institute上的研究报告中，来自德国德累斯顿工业大学 （Dresden University of Technology）等机构的研究人员通过研究发现，扮演癌症驱动子的突变或许能够被靶向作用并且修复，而且这些相关的突变也可以被快速诊断，并被用来改善个体化疗法。

　　作为生物技术研究领域的革命性工具，CRISPR/Cas9在生物医学研究上有着其广泛的用途，其可以实现对细胞基因组中特定位点的DNA进行切割，如今研究人员就发现了一种方法，能够利用该技术诊断并且使得癌症突变失活，从而加速癌症领域的研究。研究者Frank Buchholz说道，通过新一代测序技术我们就能够快速鉴别出癌细胞中的突变，但很多时候我们并不知道到底是哪些突变能够驱动疾病的发生，而且哪些突变是相对良性的。

　　这项研究中，研究者首先对超过50万个报道的癌症突变进行分析，这些突变从理论上来讲能够被靶向作用，并且超过80%的突变都可以被CRISPR/Cas9系统进行切割修饰；随后研究者人员发现CRISPR/Cas9可以在不明显靶向作用健康野生型等位基因的同时，对一系列常见的癌症突变进行特异性靶向作用；此外，携带癌症特异性引导RNAs的Cas9酶类的表达还能够揭开引发癌细胞生长和变异的突变。

　　【4】Nature Biotechnology：利用CRISPR系统筛选癌症药物靶向目标

　　近日，来自美国冷泉港实验室的研究人员在国际学术期刊nature biotechnology在线发表了一项最新研究进展，他们应用CRISPR-CAS9技术靶向编码蛋白功能性结构域的外显子对癌症药物作用靶点进行大规模筛选，克服了CRISPR-CAS9技术在该方面的技术障碍，对于癌症药物靶点筛选有重要意义。

　　CRISPR-CAS9基因组编辑技术在发现癌症及其他疾病靶向治疗目标方面具有重要应用前景。目前的筛选策略主要通过靶向CRISPR-CAS9诱导的候选基因5--外显子突变来进行，但这种方法常会产生保留部分功能的框内突变，即使具有很强的遗传相关性也有可能会被掩盖。

　　在该项研究中，研究人员利用CRISPR-CAS9技术靶向编码蛋白功能结构域的外显子对其进行突变，从而克服了上述问题的限制。这种方法会产生更多的无效突变，大幅度增加了阴性选择的效能。同时，大量的阴性选择可用于推断蛋白质不同结构域的功能重要性。研究人员利用这一方法对小鼠急性髓系白血病细胞的192个染色质调节性区域进行了筛选，发现了6个已知的药物靶点和19个潜在药物靶点。

　　【5】Nat Med：利用CRISPR-Cas9进行全基因组筛选找到胰腺肿瘤弱点

　　在科学家们建立了CRISPR-Cas9基因编辑技术之后，该技术得到了广泛利用。一些研究利用CRISPR-Cas9基因编辑工具进行基因筛选，在癌细胞内找到了一些可以用于开发潜在治疗方法的基因弱点。

　　最近，来自加拿大多伦多大学的研究人员在RNF43突变的胰腺导管腺癌（PDAC）细胞中进行了全基因组范围的CRISPR-Cas9筛选，并找到了可以用于治疗该类型癌症的潜在抗体药物。这种类型的PDAC依赖Wnt信号进行增殖。

　　在这项研究中，研究人员通过筛选发现一个有FZD5参与的Wnt信号通路对于携带RNF突变的PDAC细胞的增殖有重要作用，FZD5是人类基因组编码的10个Frizzled受体中的一个。研究结果表明该Wnt受体的表达水平存在背景依赖性特征。研究人员利用一组重组抗体检测FZD蛋白的表达，证实FZD5的功能特征无法通过蛋白表达情况来解释。

　　【6】Cell子刊：利用CRISPR/Cas9技术鉴定出AML白血病细胞的弱点

　　在一项新的研究中，来自英国剑桥大学韦尔科姆基金会桑格研究所的研究人员和他们的合作者对一种CRISPR基因编辑技术进行改进，并利用它发现急性髓性白血病（AML）的新的治疗靶标。他们鉴定出大量基因可能作为抗AML疗法的潜在靶标，并且描述了抑制这些基因中的一种，即KAT2A，如何破坏AML细胞，同时不会伤害非白血病血细胞。相关研究结果发表在2016年10月18日那期Cell Reports期刊上，论文标题为“A CRISPR Dropout Screen Identifies Genetic Vulnerabilities and Therapeutic Targets in Acute Myeloid Leukemia”。

　　AML是一种侵袭性血癌。AML细胞（一种癌细胞）将骨髓中的健康细胞挤出去。它们快速地增殖和干扰骨髓制造正常血细胞的能力，从而导致威胁生命的感染和流血。主流AML疗法在几十年内并未发生变化，而且不到三分之一的AML患者在这种癌症中存活下来。

　　为了鉴定出治疗AML的新方法，研究人员利用CRISPR-Cas9基因编辑技术对AML细胞进行筛选以便寻找它们的弱点。这种技术能够被用来破坏和摧毁细胞基因组中的靶基因。为了实现这一目标，他们对CRISPR-Cas9技术进行优化，以便高效地逐个地破坏AML细胞基因组中的所有基因。这允许他们鉴定出那些遭受破坏后对AML细胞的生长和存活是有害的基因。