Science子刊：重大突破！首次利用CRISPR/Cas9基因组编辑系统在体内破坏癌细胞

特拉维夫大学(TAU)的研究人员已经证明CRISPR/Cas9系统在治疗转移性癌症方面非常有效，这是寻找癌症治疗方法的重要一步。研究人员开发了一种新的基于脂质纳米颗粒的递送系统，该系统专门针对癌细胞并通过基因操作摧毁它们。这个被称为CRISPR-LNPs的系统携带着一种基因信使(信使RNA)，它对CRISPR酶Cas9进行编码，Cas9像一把分子剪刀，可以剪断细胞DNA。

设计和构建CRISPR-LNP，图片来自Science Advances, 2020, doi:10.1126/sciadv.abc9450。

这项革命性的工作是在位于TAU的Shmunis生物医学与癌症研究学院的研发副总裁兼精密纳米医学实验室主任Dan Peer教授的实验室进行的。研究由Daniel Rosenblum博士、博士生Anna Gutkin及其同事，以及TAU大学神经生物学、生物化学及生物物理学院的Dinorah Friedmann-Morvinski博士共同完成；谢巴医学中心神经外科肿瘤科主任、神经外科副主任Zvi R. Cohen博士；IDT公司首席科学官Mark A. Behlke博士及其团队;以及波士顿儿童医院和哈佛医学院的朱迪·利伯曼教授合作。

这项开创性的研究由ICRF(以色列癌症研究基金)资助，研究结果发表在2020年11月的《科学进展》杂志上。

Peer教授说:“这是世界上第一个证明CRISPR基因组编辑系统可以在活的动物身上有效治疗癌症的研究。必须强调的是，这不是化疗。没有副作用，用这种方法治疗的癌细胞将永远不会再活跃起来。Cas9的分子剪刀切断癌细胞的DNA，从而中和它，永久阻止复制。”

为了研究使用这项技术治疗癌症的可行性，Peer教授和他的团队选择了两种最致命的癌症:胶质母细胞瘤和转移性卵巢癌。胶质母细胞瘤是一种侵袭性最强的脑癌，诊断后预期寿命为15个月，5年生存率仅为3%。研究人员证明，仅用CRISPR-LNPs进行一次治疗，就可以使患有胶质母细胞瘤的小鼠的平均寿命增加一倍，使它们的总体存活率提高约30%。

卵巢癌是妇女死亡的主要原因，也是女性生殖系统中最致命的癌症。大多数患者被诊断为癌症晚期，此时癌细胞已经扩散到全身。尽管近年来取得了进展，但只有三分之一的患者能活下来。在转移性卵巢癌小鼠模型中使用CRISPR-LNPs可以提高其80%的总生存率。

“CRISPR基因组编辑技术，能够识别和改变任何基因片段，已经彻底改变了我们以个性化的方式破坏、修复甚至替换基因的能力。” Peer教授说，“尽管CRISPR在研究中得到了广泛应用，但临床应用仍处于起步阶段，因为需要一个有效的传递系统来安全、准确地将CRISPR传递到靶细胞。我们开发的传递系统以负责癌细胞存活的DNA为目标。这是一种创新疗法，用于治疗目前尚无有效疗法的恶性肿瘤。”

研究人员指出，通过展示其在治疗两种侵袭性癌症方面的潜力，这项技术为治疗其它类型的癌症、罕见的遗传疾病和慢性病毒疾病(如艾滋病)开辟了无数新的可能性。

“我们现在打算继续对基因上非常有趣的血癌以及杜氏肌萎缩症等基因疾病进行实验。” Peer教授说，“这种新疗法可能还需要一段时间才能用于人类，但我们对此持乐观态度。”利用信使RNA(遗传信使)的整个分子药物领域正在蓬勃发展——事实上，目前正在开发的大多数COVID-19疫苗就是基于这一原则。12年前，当我们第一次谈到mRNA的治疗时，人们还以为这是科幻小说。我相信，在不久的将来，我们将看到许多基于遗传信使的个性化治疗——针对癌症和遗传疾病。通过TAU的技术转让公司Ramot，我们已经在与国际公司和基金会进行谈判，旨在为人类患者带来基因编辑的好处。”

参考资料：
1.Daniel Rosenblum et al. CRISPR-Cas9 genome editing using targeted lipid nanoparticles for cancer therapy. Science Advances, 2020, doi:10.1126/sciadv.abc9450.
2.Revolutionary CRISPR-based genome editing system treatment destroys cancer cells
https://medicalxpress.com/news/2020-11-revolutionary-crispr-based-genome-treatment-cancer.html

来源：前瞻网

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