【ACS】上海十院与上大生科院联合基因编辑和超声波无创治愈肿瘤小鼠，无复发！

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作者：Liz Zee

导读：声动力治疗（SDT）利用超声波与药物结合，在肿瘤部位释放有害的活性氧（ROS, reactive oxygen species）。然而，这种治疗并不是很有效，因为癌细胞可以激活抗氧化防御系统来抵抗这种疗法。近日，研究人员研究出了一种可以攻克这一防御系统的方法，大大提高了SDT的疗效。

昨日（12月8日），同济大学医学院附属上海第十人民医院徐辉雄教授和上海大学生命科学学院陈雨教授、冯炜教授共同领导的一项研究，发表在《ACS Central Science》上，研究人员用CRISPR/Cas9基因编辑技术突破了癌细胞的这一防御系统，使SDT能够有效地缩小肝癌小鼠的肿瘤，文章名为“Ultrasound-Controlled CRISPR/Cas9 System Augments Sonodynamic Therapy of Hepatocellular Carcinoma”。

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscentsci.1c01143#

肝细胞癌是肝癌最常见的形式，通常预后较差，切除部分肝脏或移植健康肝脏的手术治疗被认为是肝细胞癌的潜在有效和治愈性的治疗方法，但大多数晚期患者不符合手术标准。鉴于常规治疗方式的局限性和肝移植的限制，迫切需要制定出其他有效的策略和补救措施来治疗肝细胞癌。超声波对生物组织有较强的穿透能力，能够无创伤地将声能聚焦于深部组织，因此，在过去十年中，SDT一直被认为是一种有广阔前景的临床无创治疗肝细胞癌的方法。

但目前，癌细胞可以通过激活一种名为红细胞衍生核因子2样蛋白2（NFE2L2）的基因，迅速“攻克”声动力疗法，该基因能够有效地利用细胞的中和和抗氧化酶防御功能。在该研究中，研究人员初步确定了只要一进行SDT，NFE2L2就会迅速被激活。CRISPR/Cas9基因编辑技术已经在实验中用于敲除基因表达，因此，冯炜、徐辉雄、陈雨及其同事想知道他们是否可以利用这项技术来减少NFE2L2的表达以提高SDT的有效性。

首先，研究人员将CRISPR/Cas9系统和一个ROS前体分子封进脂质纳米颗粒内部。然后，他们在培养皿中用纳米颗粒对肝癌细胞进行处理。脂质纳米颗粒被癌细胞的溶酶体吸收。SDT产生ROS，诱导溶酶体破裂，CRISPR/Cas9系统进入细胞核并敲除NFE2L2基因表达。ROS还破坏了其他细胞成分。实验结果表明，与没有对NFE2L2进行基因编辑的情况相比，明显有更多的癌细胞死于SDT。

接下来，研究小组将纳米颗粒注射到植入人类肝细胞癌肿瘤的小鼠体内。经过15天的纳米颗粒和超声波联合治疗后，小鼠身上的所有肿瘤都消失了，并且没有复发。单独用超声波治疗的小鼠身上的肿瘤比未经治疗的小鼠更少；加入CRISPR/Cas9系统后，治疗效果明显更好了。研究人员表示，CRISPR/Cas9系统仅在超声照射下的肿瘤组织中被激活进行基因编辑，因此它不会引发健康组织中的基因突变。

在这项研究中，研究人员解决了基于ROS的SDT的棘手问题，并且促进了CRISPR/Cas9系统在临床上的应用。此外，该技术有可能会与免疫疗法相结合，以消除肿瘤转移和复发，并且可以扩展到其他疾病，如退行性脑疾病、遗传性疾病和炎症性疾病等。

参考资料：

https://medicalxpress.com/news/2021-12-crisprcas9-gene-boosts-effectiveness-ultrasound.html

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。

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