获诺贝尔奖的CRISPRCas9基因编辑

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瑞典皇家科学院宣布,年诺贝尔化学奖授予加州大学詹妮弗·杜德纳(JenniferDoudna)和现在德国工作的法国科学家EmmanuelleCharpentier,表彰她们发明基因修饰方法CRISPR-Cas9。CRISPR技术自问世以来,就一直被诺奖候选的光环所围绕。为了CRISPR的专利归属权,Doudna和Charpentier曾与华裔科学家张锋对簿公堂。(年4月15日,美国专利局将CRISPR-Cas9技术的专利颁发给张锋所在的Broad研究所)无论如何该技术为生命科学带来了革命性影响,正在为治疗癌症的新方法做出贡献。这项研究还有可能使治愈遗传性疾病变成现实。

那么问题来了:CRISPR/Cas9系统在肿瘤的诊疗中有哪些应用的可能吗?

1.建立肿瘤的动物模型

比如:建立癌症的小鼠模型。传统制作小鼠模型的方法是在小鼠胚胎干细胞中引入突变,然后将干细胞注射到胚囊中形成嵌合体小鼠,再经过一代才能获得纯合突变的小鼠。CRISPR/Cas9技术有效地提高了制作小鼠模型的效率。

比如:染色体重排是很多肿瘤发生的原因。运用传统的方法制作染色体重排的癌症模型,需要在两个重排位点加上loxP序列,通过Cre-loxP重组制作染色体重排。运用CRISPR/Cas9技术产生染色体重排非常简单,只需要靶向切割两个重排位点就可以了。

比如:人类2号染色体重排会导致EML4-ALK融合表达,引发非小细胞肺癌。用CRISPR/Cas9建立了EML4-ALK融合基因肺癌小鼠模型就容易多了!

2.找到肿瘤的致病或转移的基因

很多情况下肿瘤是多个基因突变协同作用的结果,如何找出引发癌症的关键突变是个难题。张锋团队运用CRISPR/Cas9文库对一个不具备转移能力的肺癌细胞系进行了高通量的单基因随机敲除,然后移植到免疫缺陷的小鼠中,其中一些细胞离开了原有的位置随着血管迁移形成了高转移性的肿瘤;通过对转移性肿瘤的sgRNA测序,筛查到了与癌症生成和转移相关的多个基因以及mRNA。

3.癌症治疗

CRISPR/Cas9在治疗癌症上有几种应用的可能,(1)是直接攻击癌细胞中的关键基因;(2)是用于编辑免疫细胞,通过免疫细胞攻击癌细胞。在NIH临床试验注册


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