融合癌基因（FOs）是人類癌癥中復(fù)發(fā)的基因組發(fā)現(xiàn),，其特征是發(fā)生在內(nèi)含子區(qū)域的患者特異性基因組斷點(diǎn)，很少破壞編碼序列,。對(duì)來(lái)自癌癥基因組圖譜的數(shù)據(jù)的分析表明,，F(xiàn)O推動(dòng)了超過(guò)16％的人類癌癥8的發(fā)展，其中包括中胚層癌癥（通常是白血病,，淋巴瘤和肉瘤）,。因?yàn)樗鼈兊谋磉_(dá)是癌細(xì)胞所獨(dú)有的，并且它們的消除在FO驅(qū)動(dòng)的癌癥中誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,，所以FO是有吸引力的治療靶標(biāo),。

許多染色體重排及其產(chǎn)生的融合基因都是在兒童肉瘤和白血病的起源，融合基因也被發(fā)現(xiàn)包括前列腺癌,、乳腺癌,、肺癌和腦癌在內(nèi)的所有癌癥中，總共占20％,。CRISPR/Cas9基因編輯工具是推進(jìn)包括癌癥在內(nèi)的遺傳疾病治療的最有前途的方法之一,，是一個(gè)不斷取得進(jìn)展的研究領(lǐng)域。

2020年10月8日,，西班牙國(guó)家癌癥研究中心的科學(xué)家們?cè)? nature communications "上在線發(fā)表了題為"In vivo CRISPR/Cas9 targeting of fusion oncogenes for selective elimination of cancer cells"的研究論文,，通過(guò)使用CRISPR切除導(dǎo)致這些腫瘤的融合基因,，成功摧毀了尤因氏肉瘤和慢性粒細(xì)胞白血病腫瘤細(xì)胞。

由于融合基因僅存在于腫瘤細(xì)胞中,，因此融合基因是高度特異性的治療靶標(biāo),，因此在科學(xué)界引起了極大的興趣，攻擊它們只會(huì)影響腫瘤,，而對(duì)健康細(xì)胞沒(méi)有影響,。

借助CRISPR/Cas9技術(shù)，研究人員可以靶向基因組的特定序列,，就像使用分子剪刀一樣,，剪切并粘貼DNA片段，從而以可控的方式修飾基因組,。研究人員使用了尤因氏肉瘤和慢性粒細(xì)胞白血病的細(xì)胞系和小鼠模型,，在其中他們?cè)O(shè)法通過(guò)切除導(dǎo)致腫瘤的融合基因消除了腫瘤細(xì)胞。

EWSR1-FLI1的策略和體外CRISPR介導(dǎo)的破壞

本研究描述了一種簡(jiǎn)單有效的基因組編輯策略,，專門針對(duì)癌細(xì)胞中的FO,。基于CRISPR/Cas9的方法在涉及FO的兩個(gè)基因中誘導(dǎo)了兩個(gè)靶向內(nèi)含子DSB,，重要的是,，該基因產(chǎn)生了癌細(xì)胞特異性的基因組缺失，這取決于FO的存在,，并且對(duì)野生型基因沒(méi)有影響在非癌細(xì)胞中的表達(dá),。

通過(guò)靶向兩個(gè)既定的FO,，轉(zhuǎn)錄因子（EF）或酪氨酸激酶（BA）,，支持基因組編輯消除消除沉迷于FO的癌細(xì)胞的功效。利用腺病毒體內(nèi)的CRISPR組分的體內(nèi)傳遞,，進(jìn)一步證明了CRISPR/Cas9介導(dǎo)的PDX早期癌癥模型的缺失可有效誘導(dǎo)癌細(xì)胞死亡并降低腫瘤負(fù)擔(dān)和死亡率,。

刪除EWSR1-FLI1可抑制PDX模型中的腫瘤生長(zhǎng)

最后，基于CRISPR的靶向FO缺失與化學(xué)治療劑的結(jié)合,，在異種移植模型中使用時(shí),，對(duì)細(xì)胞活力，腫瘤生長(zhǎng)和總體生存具有累加/協(xié)同作用,。

EWSR1-FLI1缺失與阿霉素的聯(lián)合方法在異種移植模型中抑制了腫瘤的生長(zhǎng)

這是CRISPR首次成功應(yīng)用于選擇性消除腫瘤細(xì)胞中融合基因的研究,。其他研究小組的早期策略是基于修飾參與融合的兩個(gè)基因之間的連接，以引入誘導(dǎo)細(xì)胞死亡的DNA序列,。

研究人員使用了一種完全不同的方法來(lái)誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞自我毀滅,。對(duì)位于融合基因兩端的基因的非編碼區(qū)進(jìn)行內(nèi)含子的兩次切割。通過(guò)這種方式,，在試圖自行修復(fù)這些斷裂時(shí),，細(xì)胞將連接到切割末端,，從而完全消除位于中間的融合基因。由于該基因?qū)τ诩?xì)胞的生存至關(guān)重要,，因此這種修復(fù)會(huì)自動(dòng)導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞死亡,。

從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，這種方法可能為消除癌細(xì)胞提供了有吸引力的策略,，相信該發(fā)現(xiàn)可能適用于除EF和BA外的其他FO,。由于癌細(xì)胞中復(fù)雜的基因組情況，包括其他癌基因,，腫瘤抑制基因,，DNA損傷反應(yīng)和DNA修復(fù)途徑改變的共存，逐案FO研究可能為消除該策略的適用性提供啟示不同類型的癌細(xì)胞,。

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DOI：10.1038/s41467-020-18875-x