小細胞肺癌（SCLC）是一種極易復發、惡性程度極高的神經內分泌腫瘤，在肺癌中佔比約為15%～20%。由於確診時腫瘤很可能已經廣泛擴散，因此小細胞肺癌往往很難治癒。儘管大規模測序研究已經在人體SCLC腫瘤中發現了許多反覆突變的基因，但我們對於它們的功能仍然知之甚少。
然而，這一局面或許將在不久之後被打破。麻省理工學院的一支研究團隊將CRISPR-Cas9系統應用於小細胞肺癌中靶基因突變的研究，並藉助這一系統發現基因p107在SCLC中起著抑癌基因的作用，p107與其近親p130的喪失導致明顯的腫瘤表型。
https://doi.org/10.1073/pnas.1821893117
p107和p130是視網膜母細胞瘤蛋白家族的成員，二者都在大約6％的人類SCLC腫瘤中反覆突變。研究人員將CRISPR-Cas9系統改編為成熟的SCLC小鼠模型，通過模擬Trp53 / Rb1中p107和p130缺失對該方法在SCLC中的可行性進行了驗證。在腫瘤發生5.5個月後，研究人員從感染動物的腫瘤中分離出基因組DNA，隨後對相應的sgRNAs靶向的基因組位點進行有針對性的深度測序，發現檢測到的絕大多數序列包含移碼插入或缺失，每個腫瘤都有1-4個不同的突變等位基因，這驗證了使用CRISPR-Cas9系統對SCLC中候選腫瘤抑制基因缺失進行建模的可行性，並證明p107與p130一樣，都是SCLC中的功能性腫瘤抑制因子。
（p107的丟失會加速SCLC中的腫瘤進展）
在進一步的實驗中，研究人員觀察到，與sgp130感染的動物相比，sgp107感染的動物在癌症晚期還表現出更高的縱隔淋巴結轉移發生率。與p130缺失相比，p107缺失導致肺內早期腫瘤病變分佈的改變。隨後，研究人員增加了磷酸化組蛋白H3（pHH3）染色測量，從而分析兩組動物腫瘤中的增殖和凋亡率。結果顯示來自sgp107感染動物的晚期腫瘤顯示出更高的增殖率。有趣的是，在早期腫瘤中並未觀察到這種差異。實驗數據表明，與p130的丟失相比，p107的丟失對SCLC的發育有明顯的影響。
這項研究證明了使用CRISPR-Cas9系統在SCLC小鼠模型中模擬腫瘤抑制基因丟失的可行性，這為驗證SCLC中頻繁突變的其他候選基因的功能打開了大門，也將有助於驗證未來SCLC的治療靶點。
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[1] CRISPR-mediated modeling and functional validation of candidate tumor suppressor genes in small cell lung cancer
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關鍵字: 麻省理工學院 2019未來科學大獎 腫瘤
