案例解析与旌准相关研究介绍

案例解析:Cas9介导的靶向肿瘤重排基因内插入自杀基因

研究概述:

如基因编辑技术的迅猛发展为治疗基因重排或者融合导致的疾病提供了全新的视角和选择。然而,如何保证被编辑的癌细胞的基因不再发生新的重排或者融合?本研究的作者给出了巧妙的解决方案。

本研究以前列腺癌和肝癌和肝癌的两种融合基因TEM135-CCDC67MAN2A1-FER为对象,设计了针对上述基因的特异性gRNA,使得Cas9能够特异性识别上述基因并在识别位点进行切割形成切口。与此同时,作者设计了可以表达Ⅰ型单纯疱疹病毒胸苷激酶(HSV1-TK)的表达载体,并在该载体上嵌入上述两种融合基因两端同源序列。

当Cas9在特定位点形成切口诱导同源重组修复时,带有HSV1-TK的载体与之发生重组,HSV1-TK整合到癌细胞内的基因组中。当给予外源性的更昔洛韦(Ganciclovir)时,正常细胞的胸苷激酶不识别此底物,表达疱疹病毒胸苷激酶的癌细胞磷酸化此底物,最终形成三磷酸更昔洛韦并导致细胞内DNA合成的终止,癌细胞最终死亡。作者通过在细胞水平和动物水平上的验证结果表明,采用此种基因疗法的动物身上肿瘤有了非常显著的减小,并在为期8周的观察期中,肿瘤没有任何转移迹象。虽然目前这种新型基因编辑疗法只在动物水平上证明具有非常好的疗效,但该方法显示出良好的临床应用前景。

图二 Cas9与HSV-TK的表达及对肿瘤大小的影响

旌准相关研究介绍:

使用Cas9技术可以方便的构建基因敲入/敲除细胞模型和动物模型。这些模型的建立极大促进了基础医学的研究。旌准医疗拥有多种细胞系和原代细胞,针对不同细胞类型建立了病毒载体(慢病毒和腺病毒)的Cas9编辑平台和普通载体的Cas9编辑平台。同时在单碱基突变、多碱基突变、基因缺失等研究中积累了丰富的经验。

同时,旌准在基因编辑的基础上开展了多方面的前瞻研究,如单位点碱基突变的核酸免疫化、基因编辑位点快速检测等。这些研究将极大帮助我们为客户开展医学研究。

参考文献

Z. H. Chen, Y. P. Yu, Z. H. Zuo, J. B. Nelson, G. K. Michalopoulos, S. Monga, S. Liu, G. Tseng, J. H. Luo, Targeting genomic rearrangements in tumor cells through Cas9-mediated insertion of a suicide gene. Nature biotechnology 35, 543-550 (2017); published online EpubJun (10.1038/nbt.3843).